[活动] 【G32R501 Micro-EVB测评】 2、正弦呼吸灯效果

1、 正弦呼吸灯实现方法

本次正弦呼吸灯采用软件模拟PWM（脉冲宽度调制）方案实现，无需配置硬件定时器和引脚复用，代码更简洁、上手更快速，核心是通过正弦函数动态控制软件PWM的占空比，让LED亮度按照正弦曲线平滑变化，最终实现自然柔和的呼吸效果。

软件PWM的亮度控制逻辑。PWM的核心是“固定周期内，高、低电平的时间比例（占空比）决定LED亮度”，占空比越高（LED点亮时间越长），亮度越亮；反之则越暗。 与硬件PWM不同，软件PWM无需依赖外设定时器，而是通过

`DELAY_US()`函数精准控制LED的“点亮时长”和“熄灭时长”，两者之和为一个固定的PWM周期（本次设置为400μs，对应2.5kHz频率），该频率远超于人眼的视觉暂留阈值，不会产生明显频闪。另外，需注意本硬件的LED为低电平点亮、高电平熄灭（对应代码中`GPIO_WritePin(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, 0)`点亮LED）。

正弦函数的呼吸循环映射。 正弦函数

`sin(θ)`在`0~π`（弧度）区间内，输出值从0.0平滑递增至1.0，再平滑递减至0.0，这个变化过程与呼吸灯“暗→亮→暗”的循环完全匹配：- θ=0：sin(0)=0 → 占空比0% → LED完全熄灭（最暗）；- θ=π/2：sin(π/2)=1 → 占空比100% → LED完全点亮（最亮）； - θ=π：sin(π)=0 → 占空比0% → LED完全熄灭（回到最暗）。 通过实时更新角度`θ`并计算对应的正弦值，即可得到平滑变化的占空比，进而实现无“台阶感”的正弦呼吸效果。

2、 程序

//
// Included Files
//
#include "g32r501_project.h"
#include <math.h> // 引入数学库以使用sin函数

//
// Defines
//
#define DEVICE_GPIO_PIN_LED1    23
#define PI                      3.1415926f

// --- 呼吸灯核心参数调整 ---
// PWM周期：400us (对应2.5kHz频率)，人眼无法察觉频闪
#define PWM_PERIOD_US           400   
// 呼吸速度步进：数值越小越慢。
// 计算：3.14 / 0.0005 = 6280次循环; 6280 * 400us ≈ 2.5秒
#define BREATH_SPEED            0.0005f 

//
// Main
//
void example_main(void)
{
    // 变量定义
    float angle = 0.0f;     // 当前角度 (弧度)
    float duty_cycle = 0.0f;// 当前占空比 (0.0 - 1.0)
    uint32_t time_on = 0;   // 亮灯时长 (us)
    uint32_t time_off = 0;  // 灭灯时长 (us)

    //
    // Initialize device clock and peripherals
    //
    InitSysCtrl();

    //
    // Initialize GPIO and configure the GPIO pin as a push-pull output
    //
    InitGpio();
    GPIO_SetupPinMux(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, GPIO_MUX_CPU0, 0);
    GPIO_SetupPinOptions(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, GPIO_OUTPUT, GPIO_PUSHPULL);

    //
    // Initialize NVIC and clears NVIC registers. Disables CPU interrupts. 
    //
    DINT;
    Interrupt_initModule();
    Interrupt_initVectorTable();
    EINT;
    ERTM;

    //
    // Loop Forever
    //
    for(;;)
    {
        // 1. 计算正弦占空比
        // sin(angle) 结果为 0.0 到 1.0
        duty_cycle = sinf(angle);

        // 保护范围
        if(duty_cycle < 0.0f) duty_cycle = 0.0f;

        // 2. 根据占空比计算 亮/灭 持续时间
        time_on  = (uint32_t)(duty_cycle * PWM_PERIOD_US);
        time_off = PWM_PERIOD_US - time_on;

        // 3. 执行软件PWM周期 (低电平点亮，高电平熄灭)
      
        // --- 亮灯阶段 ---
        if(time_on > 0)
        {
            GPIO_WritePin(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, 0); // 点亮
            DELAY_US(time_on);
        }

        // --- 灭灯阶段 ---
        if(time_off > 0)
        {
            GPIO_WritePin(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, 1); // 熄灭
            DELAY_US(time_off);
        }

        // 4. 更新角度
        angle += BREATH_SPEED;
      
        // 5. 周期结束处理
        if(angle > PI)
        {
            angle = 0.0f; // 重置角度
          
            // 强制熄灭LED，防止浮点误差导致微亮
            GPIO_WritePin(DEVICE_GPIO_PIN_LED1, 1); 
          
            // 添加“屏息”时间：呼吸结束后的自然停顿 (500ms)
            // 这样效果更有节奏感，不像机器那样一刻不停
            DELAY_US(500000); 
        }
    }
}

3、效果