单片机项目中LED的重要性

很多初学者觉得自己学的东西很基础，担心今后实际工作用不到。有初学者问了这样的问题：单片机真正开发产品和学习的时候有什么差别，平时学的LED、ADC这些东西，在实际项目中会用到吗？

虽然技术更新迭代很快，但有很多基本的技术，仍然在实际项目中会用到，今天就拿LED为例来说说吧。

LED有哪些作用？

别小看LED，它在实际生活中应用很广泛的。

首先就是以LED为光源的项目，比如呼吸灯、广告灯、LED显示屏等，这类控制LED亮灭（闪烁），或者亮度渐变。

再次就是LED背光灯，像液晶背光灯、按键背光灯等，这种也是需要控制LED变化的。我之前做过有按键的项目，按键背光灯需要渐变、配合音效控制LED不同频率闪烁，目的就是为了达到更好的体验效果。

再再次，LED作为指示灯，电源指示灯、状态指示灯，这种就和接近初学者的学习时的LED灯，但这种却在项目中很常见。

拿状态指示灯来说，一个项目的LED状态指示灯可以直观明了的指示设备的运行状态，比如：运行、故障、待机、死机等常见状态。通过RGB，或者红黄绿不同颜色LED组合，可以实现更多状态的指示。

下面针对LED状态灯，说几点细节的内容。

LED状态灯实现

这里结合代码为大家分享一些项目中常见的LED状态灯的实现方法。

1、单色LED运行状态指示灯

通过闪烁（一亮一灭）指示设备运行的状态的指示灯，一个关键作用：设备有没有死机。

很多产品中都会用到，你买一个开发板，提供的综合例程也基本都有。

裸机情况下（一般状态机），在某一个状态实现LED闪烁：

 

int main(void) { //系统初始化 while(1) { //do something switch(State) { case 状态1： //do something break; case 状态2： //do something break; · · · case 状态灯： ED_TOGGLE(); //LED闪烁 break; } } }

 

RTOS情况下，新建一个状态灯线程，在线程里面直接控制即可：

 

void StatusLight_Task(void *pvParameters) { static TickType_t xLastWakeTime; //初始化 xLastWakeTime = xTaskGetTickCount(); for(;;) { //do something LED_TOGGLE(); //LED闪烁 vTaskDelayUntil( xLastWakeTime, 500); } }

 

2、单色LED渐变

LED渐变在生活中其实也有一些场景在用，呼吸灯、键盘等，其实原来也很简单，就是控制LED亮度。

控制方法有很多，电压、PWM都能达到控制LED亮度的效果。当然，现在还有控制LED渐变的专有芯片。

 

但是，对于单片机项目来说，单片机自身就能实现，如果单独用一个芯片，就显得有点多余。

使用DAC输出模拟量可以实现，但如果多路就不现实，因此这种方法不常见。

常见的是PWM控制IO高低电平（从而控制电压），这种对于单片机来说有两种方法：

定时器硬件PWM

控制GPIO口高低电平

a、定时器硬件PWM

一个定时器输出PWM波形的同时，还需要一个定时器定时更新PWM输出占空比（修改亮度）。

b、控制GPIO口高低电平

这个方法就比较简单，控制IO口高低电平时间，只是这个时间需要结合整个项目业务逻辑（特别是裸机情况下），不能出现“卡机”情况。

当然，在RTOS情况下，业务逻辑就比较简单，单独一个线程：

 

LED_ON(); vTaskDelay(TimesON); LED_OFF(); vTaskDelay(TimesOFF);

 

这里TimesON 和 TimesOFF是需要结合项目情况修改的变量（比如渐变时间）。

3、多色LED，多种运行状态

一个设备在没有显示屏指示状态的时候，通过LED指示状态也是一种方法，比如：红、黄、绿三色，分别常灭、常亮、闪烁三种状态。

这种相对第一种单色固定状态要复杂一点，但实现起来也不难，方法也有很多。

这里分享一些思路：创建一个线程，一个结构体，轮询各种LED状态，根据应用修改其各种状态，以及闪烁时间等。

LED状态结构体：

 

typedef struct { uint8_t Mode; //模式 uint8_t Status; //当前状态 uint16_t OffTimes; //灭时间 uint16_t OnTimes; //亮时间(ms) uint16_t Counter; //计数(计时) void (*OffFun)(void); //灭函数接口 void (*OnFun)(void); //亮函数接口 }SL_TypeDef; /* 状态灯 */

 

LED状态主线程：

 

void StatusLight_Task(void *pvParameters) { static TickType_t xLastWakeTime; xLastWakeTime = xTaskGetTickCount(); for(;;) { SL_Scan( sSLG_Structure); //红灯 SL_Scan( sSLY_Structure); //黄灯 SL_Scan( sSLR_Structure); //绿灯 vTaskDelayUntil( xLastWakeTime, SL_TASK_PERIOD); } }

 

这里结构体也是方便统一管理，其中SL_Scan浏览（扫描）函数的参数通过传递结构体指针，是为了方便读取并修改其中变量。

当然，SL_Scan浏览函数具体实现，就与你应用有关：

 

static void SL_Scan(SL_TypeDef *SL_Struct) { /* 常灭模式 */ if(SL_MODE_OFF == SL_Struct->Mode) { SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF; //状态置为"灭" SL_Struct->OffFun(); //灭灯 } /* 常亮模式 */ else if(SL_MODE_ON == SL_Struct->Mode) { SL_Struct->Status = SL_STATUS_ON; //状态置为"亮" SL_Struct->OnFun(); //亮灯 } /* 闪烁模式 */ else if(SL_MODE_FLICKER == SL_Struct->Mode) { /* 在灭状态 */ if(SL_STATUS_OFF == SL_Struct->Status) { SL_Struct->Counter++; if(SL_Struct->Counter >= SL_Struct->OffTimes) { SL_Struct->Counter = 0; SL_Struct->OnFun(); //亮灯 SL_Struct->Status = SL_STATUS_ON; //状态置为"亮" } } /* 在亮状态 */ else if(SL_STATUS_ON == SL_Struct->Status) { SL_Struct->Counter++; if(SL_Struct->Counter >= SL_Struct->OnTimes) { SL_Struct->Counter = 0; SL_Struct->OffFun(); //灭灯 SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF; //状态置为"灭" } } else { SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF; //状态置为"灭" } } /* 未知模式 */ else { SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF; //状态置为"灭" SL_Struct->OffFun(); //灭灯 } }

 

最后

以上的控制LED的状态，其实是一个项目中很小的一个模块，还有更复杂的LED实现和控制方法，相信做过这一块的同学就比较了解。

当然，LED在项目中是微不足道的一个模块，但是，如果针对莫个人设计一块LED的产品，那就意义非凡了。

上面这种，相信很多暖（zhi）男都做过，就是不知道，最终那个女孩子感动了没有？如果感动了，那这个LED项目就是一生中非常重要的项目。

        审核编辑：彭菁