1、不同频率LED灯闪烁
接下来我们以下面LED灯的闪烁代码为例子,改变延时长短来看LED灯的效果
void setup()
{
pinMode(2, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(2, HIGH);
delay(50); // Wait for xx millisecond(s)
digitalWrite(2, LOW);
delay(50); // Wait for xx millisecond(s)
}
500ms延时闪烁(1Hz频率)
200ms延时闪烁(2.5Hz频率)
50延时ms闪烁(10Hz频率)
通过三个对比实验我们发现随着频率的升高,我们的LED灯慢慢的开始感觉不到闪烁,由于我们人眼的视觉停留效应,一般大于50Hz的刷新率就能满足我们的要求
2、高频率LED闪烁变形过程
我们还是以这个代码,将频率固定在50Hz,然后保持周期不变即高低电平加起来的时间等于40ms,然后改变高低电平的占空比(高低电平占总周期的百分比),我们通过调节高低电平的延时的长度来调节亮度的占比
代码部分:
void setup()
{
pinMode(2, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(2, HIGH);
delay(10); // Wait for 1000 millisecond(s)
digitalWrite(2, LOW);
delay(10); // Wait for 1000 millisecond(s)
}
50Hz频率最大亮度(即灯灭的情况下延时为0,亮的情况下延时20ms)
50Hz频率50%亮度(即灯灭的情况下延时为10ms,灯亮的情况下延时10ms)
50Hz频率25%亮度(即灯灭的情况下延时为15ms,灯亮的情况下延时5ms)
50Hz频率10%亮度(即灯灭的情况下延时为18ms,灯亮的情况下延时2ms)
我们把上面的动作连贯起来,也就是说把亮度延时做成连续变化,为了在实际中效果更好,我们将延时改成延时200个us,这样连续变化效果更好
代码部分:
void setup()
{
pinMode(2, OUTPUT);
}
int count = 0;
int PWM_Time = 50;
void loop()
{
digitalWrite(2, HIGH); // LED灯灭
delayMicroseconds(200-PWM_Time); // Wait for xx millisecond(s)
digitalWrite(2, LOW); // LED灯亮
delayMicroseconds(PWM_Time); // Wait for xx millisecond(s)
count++;
if(count==50)
{
count = 0;
PWM_Time++;
if(PWM_Time>=200) PWM_Time = 0;
}
}
LED灯渐亮效果
我们再进一步修改下,让它变成一个呼吸的效果
代码部分:
void setup()
{
pinMode(2, OUTPUT);
}
int count = 0; // 因为延时比较短,直接使用会变化的
// 太快看不到效果,说以加个计数的变量
int PWM_Time = 0; // LED占空比变量
int LED_Togle_Flag = 0; // LED逐渐亮灭翻转标志
void loop()
{
if(LED_Togle_Flag)
{
digitalWrite(2, HIGH); // LED灯灭
delayMicroseconds(200-PWM_Time); // Wait for xx millisecond(s)
digitalWrite(2, LOW); // LED灯亮
delayMicroseconds(PWM_Time); // Wait for xx millisecond(s)
}
else
{
digitalWrite(2, HIGH); // LED灯灭
delayMicroseconds(PWM_Time); // Wait for xx millisecond(s)
digitalWrite(2, LOW); // LED灯亮
delayMicroseconds(200-PWM_Time); // Wait for xx millisecond(s)
}
count++;
if(count==50)
{
count = 0;
PWM_Time++;
// 切换亮暗变化逻辑
if(PWM_Time>=200)
{
PWM_Time = 0;
LED_Togle_Flag = ~LED_Togle_Flag;
}
}
}
LED灯呼吸灯
LED“流星雨”
首先我们先来分析下流星雨的逻辑:
首先我们要实现一个这样的效果,第一个最亮,然后后一个是前一个的45%的亮度
代码部分:
// ----------------------------------------------------------------------------
// LED_Rains.ino
//
// 数字引脚实现的雨滴流动效果
// 雨滴流动效果与流水灯(跑马灯)的区别在于雨滴流水效果有拖尾效果,即亮过的灯是慢慢熄灭的
//
// 使用 UNO 的所有引脚用模拟 PWM 实现雨滴流动的效果,包括模拟输入口也可以用做数字输出
// 各引脚接 LED 正极,LED 负极接 GND
// ----------------------------------------------------------------------------
const unsigned char leds[] = { A4, A5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 }; // 所有的引脚按 LED 接线顺序排列
const unsigned int maxPwm = 100; // 手工模拟 PWM,可以自己定义最大的 PWM 值是多少,所以定义一个整百整千的数比较方便计算
unsigned int ledPwm[12] = { 1, 3, 4, 6, 9, 13, 18, 25, 35, 50, 70, 100}; // 存放运行时每一个 LED 的亮度 PWM 值
void setup()
{
for (char i = 0; i < 12; ++i)
{
pinMode(leds[i], OUTPUT);
}
}
void loop()
{
unsigned int i, j;
for (i = 0; i < 12; ++i) // 先亮灯,等占空比到切换点的时候灭灯
{
digitalWrite(leds[i], LOW);
}
for( i=0; i for (j = 0; j < 12; ++j) { if (i == ledPwm[j]) digitalWrite(leds[j], HIGH); } delayMicroseconds(1); } } 静态流星雨效果 代码解释: 我门首先给亮度数组ledPwm[12]储存按比例分配的数值,这里我是按70%的一个比例来计算 比如说最暗是100,那么次暗的就是100*70% = 70,以此类推,然后我们就按照分配的亮度来把灯分别点亮 这部分代码是把所有LED灯先点亮 for (i = 0; i < 12; ++i) // 先亮灯,等占空比到切换点的时候灭灯 { if (ledPwm[i] == 0) continue; digitalWrite(leds[i], LOW); } 这部分代码根据LED灯的亮暗程度来分别控制灭的时间,我们先根据最大亮度值“maxPWM”来将亮度分为100份,每份的延时是1us,然后在内部的循环里面检查当前的亮度值是否到达分配的份数,如果到达了,那就熄灭,没有到达,就继续保持亮 for( i=0; i for (j = 0; j < 12; ++j) { if (i == ledPwm[j]) digitalWrite(leds[j], HIGH); } delayMicroseconds(1); } 显然这样静态的流星雨还是满足不了我们的要求,接下来我们让流星雨先动起来 我们需要它这样动 LED流星雨动态分解示意图 我们先试着让它动一位,我只需要把ledPwm[12]这个数组里面的值重新进行排列就可以了,这其实就是对数组操作 unsigned int ledPwm[12] = { 3, 4, 6, 9, 13, 18, 25, 35, 50, 70, 100, 1}; // 存放运行时每一个 LED 的亮度 PWM 值 LED流星雨移动一位的效果 从上面我们知道,我们如果有办法对数组进行连续的操作,那么就能实现“流星雨”流动的效果 其中下面这一点代码是arduino自带的时间计数器,可以直接读取里面的数值,用来辅助计数用的,其实你也可以不用这个,可以自己直接在里面计数也可以的 extern volatile unsigned long timer0_millis; 完整版代码:把所有需要改动的数值变量全部放在最前面,这是编写可复用程序常用的一种做法,可以灵活适应多个灯,同时可以调节速度,调节亮度比例 // ---------------------------------------------------------------------------- // LED_Rains.ino // // 数字引脚实现的雨滴流动效果 // 雨滴流动效果与流水灯(跑马灯)的区别在于雨滴流水效果有拖尾效果,即亮过的灯是慢慢熄灭的 // // 使用 UNO 的所有引脚用模拟 PWM 实现雨滴流动的效果,包括模拟输入口也可以用做数字输出 // 各引脚接 LED 正极,LED 负极接 GND // ---------------------------------------------------------------------------- const unsigned char leds[] = { A4, A5, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 }; // 所有的引脚按 LED 接线顺序排列 const unsigned int maxPwm = 100; // 手工模拟 PWM,可以自己定义最大的 PWM 值是多少,所以定义一个整百整千的数比较方便计算 const unsigned int initPwm = 100; // 最亮的灯的 pwm 值,即移动的时候在最头一个灯的亮度 const unsigned int deltaPwm = 1; // 灯慢慢熄灭的 pwm 值,后一个灯比前一个灯暗多少。这相当于是一个等差队列。等差的亮度感觉不大好,所以引入下一个等比的因素 const unsigned int deltaPercent = 45; // 后一个灯比前一个灯暗,其亮度是前一个灯的百分之几。相对于前面的递减,这个相当于是等比级数 const unsigned long delayMs = 100; // 移动延迟,单位 ms const unsigned char ledNum = sizeof(leds) / sizeof(leds[0]); // 引脚数量,即 LED 个数 unsigned int ledPwm[ledNum]; // 存放运行时每一个 LED 的亮度 PWM 值 void setup() { for (char i = 0; i < ledNum; ++i) { pinMode(leds[i], OUTPUT); ledPwm[i] = 0; } } extern volatile unsigned long timer0_millis; // 声明外部变量 timer0_millis 以便在程序中使用,其实就是 millis() 的返回值——程序运行的毫秒数 void loop() { static unsigned char head = 0; static unsigned long lastTick = timer0_millis; unsigned int i, j; for (i = 0; i < ledNum; ++i) // 先亮灯,等占空比到切换点的时候灭灯 { if (ledPwm[i] == 0) continue; digitalWrite(leds[i], LOW); } ledPwm[head] = initPwm; // 水滴头是最亮的 for (i = 0; i < maxPwm; ++i) // 这里就是数字口模拟的 PWM 程序了 { for (j = 0; j < ledNum; ++j) { if (i == ledPwm[j]) digitalWrite(leds[j], HIGH); } delayMicroseconds(1); } // 如果延时时间还没到,先跳出,不进行水滴的移动 if (timer0_millis - lastTick < delayMs) // 由于是用数字口模拟的 PWM,程序要不停的跑,不能使用 delay() 来延时,会卡住的 return; lastTick = timer0_millis; for (i = 0; i < ledNum; ++i) // 处理每一个灯的亮度 { ledPwm[i] = ledPwm[i] * deltaPercent / 100; if (ledPwm[i] <= deltaPwm){ ledPwm[i] = 0; } else { ledPwm[i] -= deltaPwm; } if (i == head){ ledPwm[i] = initPwm; } } head = (head + 1) % ledNum; // 移动水滴头 } 完整版LED“流星雨”效果 1、我们了解了PWM的实现方式 2、LED在不同的频率下,会“欺骗”我们的眼睛,这样是玩单片机中惯用的一种思路 3、通过剖析LED"流星雨",我们发现其实它就用了一些简单的处理方式实现的,没有我们想象中的那么复杂 4、LED"流星雨"里面有一点简单的算法,算法是独立于单片机的,在其他平台(51,STM32等)上面同样可以实现,同时算法也是一个程序的灵魂 让LED”流星雨“运动
LED“流星雨”连续运动
总结:
设计资源 培训 开发板 精华推荐
- 使用 ON Semiconductor 的 LM4040ETB-300GT3 的参考设计
- 高精度数字温度计
- 用于开/关控制应用的 AM2G-1224DZ ±24V 2 瓦 DC-DC 转换器的典型应用
- 用于最后喘息电路的 LT3007ETS8-1.8 低压差线性稳压器的典型应用电路
- OM15080-QN9090: 面向QN9090/30的BLE USB dongle
- 100w移动快充&T12&移动数控可调电源
- 用于高功率因数和低 THD 的 TDA48632G 功率因数控制器 (PFC) IC 的典型应用
- EVAL-AD7678CB,用于 AD7678、18 位、100 Ksps PulSAR 模数转换器的评估板
- 用于大功率通用离线电源的 NCP1380B 准谐振电流模式控制器的典型应用
- 超低功耗 1.25Gbps 限幅后置放大器的典型应用
- 是德科技白皮书下载:攻克当前面临的毫米波测试难关
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