最近浏览的板块
21ic电子技术开发论坛»论坛首页 › 单片机与嵌入式系统 › ST MCU › 嵌入式项目中状态灯软件设计
返回列表 发新帖

[应用相关] 嵌入式项目中状态灯软件设计

[复制链接]
 楼主| 发表于 2022-10-31 17:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
嵌入式, 软件, 软件设计
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。

回复

举报

相关帖子
 楼主| 发表于 2022-10-31 17:13 | 显示全部楼层
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。
回复

举报

 楼主| 发表于 2022-10-31 17:13 | 显示全部楼层
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：
复制

  1. 

  2. int main(void)
    

  3. {
    

  4.   //系统初始化
    

  5.   while(1)
    

  6.   {
    

  7.     //do something
    

  8.     switch(State)
    

  9.     {
    

  10.       case 状态1：
    

  11.         //do something
    

  12.       break;
    


  13. 

  14.       case 状态2：
    

  15.         //do something
    

  16.       break;
    

  17.       ·
    

  18.       ·
    

  19.       ·
    

  20.       case 状态灯：
    

  21.         ED_TOGGLE();  //LED闪烁
    

  22.       break;
    

  23.     }
    

  24.   }
    

  25. }

RTOS情况下，新建一个状态灯线程，在线程里面直接控制即可：
复制

  1. 

  2. void StatusLight_Task(void *pvParameters)
    

  3. {
    

  4.   static TickType_t xLastWakeTime;
    

  5.   //初始化
    

  6.   xLastWakeTime = xTaskGetTickCount();
    


  7. 

  8.   for(;;)
    

  9.   {
    

  10.     //do something
    

  11.     LED_TOGGLE();                       //LED闪烁
    

  12.     vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, 500);
    

  13.   }
    

  14. }
回复

举报

 楼主| 发表于 2022-10-31 17:14 | 显示全部楼层
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：

复制
  1. LED_ON();
    

  2. vTaskDelay(TimesON);
    


  3. 

  4. LED_OFF();
    

  5. 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）。
回复

举报

 楼主| 发表于 2022-10-31 17:15 | 显示全部楼层
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：
复制

  1. 

  2. typedef struct
    

  3. {
    

  4.   uint8_t  Mode;                  //模式
    


  5. 

  6.   uint8_t  Status;                //当前状态
    

  7.   uint16_t OffTimes;              //灭时间
    

  8.   uint16_t OnTimes;               //亮时间(ms)
    

  9.   uint16_t Counter;               //计数(计时)
    


  10. 

  11.   void (*OffFun)(void);           //灭函数接口
    

  12.   void (*OnFun)(void);            //亮函数接口
    

  13. }SL_TypeDef;
    

  14. /* 状态灯 */

LED状态主线程：
复制

  1. 

  2. void StatusLight_Task(void *pvParameters)
    

  3. {
    

  4.   static TickType_t xLastWakeTime;
    

  5.   xLastWakeTime = xTaskGetTickCount();
    


  6. 

  7.   for(;;)
    

  8.   {
    

  9.     SL_Scan(&sSLG_Structure);      //红灯
    

  10.     SL_Scan(&sSLY_Structure);      //黄灯
    

  11.     SL_Scan(&sSLR_Structure);      //绿灯
    


  12. 

  13.     vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, SL_TASK_PERIOD);
    

  14.   }
    

  15. }

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：
复制

  1. 

  2. static void SL_Scan(SL_TypeDef *SL_Struct)
    

  3. {
    

  4.   /* 常灭模式 */
    

  5.   if(SL_MODE_OFF == SL_Struct->Mode)
    

  6.   {
    

  7.     SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF;           //状态置为"灭"
    

  8.     SL_Struct->OffFun();                         //灭灯
    

  9.   }
    

  10.   /* 常亮模式 */
    

  11.   else if(SL_MODE_ON == SL_Struct->Mode)
    

  12.   {
    

  13.     SL_Struct->Status = SL_STATUS_ON;            //状态置为"亮"
    

  14.     SL_Struct->OnFun();                          //亮灯
    

  15.   }
    

  16.   /* 闪烁模式 */
    

  17.   else if(SL_MODE_FLICKER == SL_Struct->Mode)
    

  18.   {
    

  19.     /* 在灭状态 */
    

  20.     if(SL_STATUS_OFF == SL_Struct->Status)
    

  21.     {
    

  22.       SL_Struct->Counter++;
    

  23.       if(SL_Struct->Counter >= SL_Struct->OffTimes)
    

  24.       {
    

  25.         SL_Struct->Counter = 0;
    

  26.         SL_Struct->OnFun();                      //亮灯
    

  27.         SL_Struct->Status = SL_STATUS_ON;        //状态置为"亮"
    

  28.       }
    

  29.     }
    

  30.     /* 在亮状态 */
    

  31.     else if(SL_STATUS_ON == SL_Struct->Status)
    

  32.     {
    

  33.       SL_Struct->Counter++;
    

  34.       if(SL_Struct->Counter >= SL_Struct->OnTimes)
    

  35.       {
    

  36.         SL_Struct->Counter = 0;
    

  37.         SL_Struct->OffFun();                     //灭灯
    

  38.         SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF;       //状态置为"灭"
    

  39.       }
    

  40.     }
    

  41.     else
    

  42.     {
    

  43.       SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF;         //状态置为"灭"
    

  44.     }
    

  45.   }
    

  46.   /* 未知模式 */
    

  47.   else
    

  48.   {
    

  49.     SL_Struct->Status = SL_STATUS_OFF;           //状态置为"灭"
    

  50.     SL_Struct->OffFun();                         //灭灯
    

  51.   }
    

  52. }
回复

举报

 楼主| 发表于 2022-10-31 17:16 | 显示全部楼层
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。
回复

举报

发表于 2022-11-2 19:53 | 显示全部楼层
led玩好了也是很厉害的
回复

举报

发表于 2022-11-2 20:52 | 显示全部楼层
LED虽然是基础，但里面有好多知识例如PWM调3色灯等等，每一个细节做好了也是佼佼者
回复

举报

返回列表 发新帖
高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

问天少年

79

主题

564

帖子

1

粉丝
快速回复 返回顶部 返回列表