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作者 | strongerHuang
微信公众号 | 嵌入式专栏
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。
01
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。
02
LED状态灯的实现
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);
}
}03
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）。
04
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
}
}05
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。
-END-
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