LED模块详解

#include "led_app.h"
#include "gpio.h" // 确保包含了HAL库的GPIO头文件

uint8_t ucLed[6] = {1,0,1,0,1,1};  // LED 状态数组 (6个LED)

/**
 * @brief 根据ucLed数组状态更新6个LED的显示
 * @param ucLed Led数据储存数组 (大小为6)
 */
void led_disp(uint8_t *ucLed)
{
    uint8_t temp = 0x00;                // 用于记录当前 LED 状态的临时变量 (最低6位有效)
    static uint8_t temp_old = 0xff;     // 记录之前 LED 状态的变量, 用于判断是否需要更新显示

    for (int i = 0; i < 6; i++)         // 遍历6个LED的状态
    {
        // 将LED状态整合到temp变量中，方便后续比较
        if (ucLed[i]) temp |= (1 << i); // 如果ucLed[i]为1, 则将temp的第i位置1
    }

    // 仅当当前状态与之前状态不同的时候，才更新显示
    if (temp != temp_old)
    {
        // 使用HAL库函数根据temp的值设置对应引脚状态 (假设高电平点亮)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_12, (temp & 0x01) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); // LED 0 (PB12)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_13, (temp & 0x02) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); // LED 1 (PB13)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_14, (temp & 0x04) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); // LED 2 (PB14)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, (temp & 0x08) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); // LED 3 (PB15)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_8,  (temp & 0x10) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); // LED 4 (PD8)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_9,  (temp & 0x20) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); // LED 5 (PD9)

        temp_old = temp;                // 更新记录的旧状态
    }
}

/**
 * @brief LED 显示处理函数 (主循环调用)
 */
void led_proc(void)
{
    led_disp(ucLed);                    // 调用led_disp函数更新LED状态
}
            

#include <math.h> // 需要包含数学库以使用 sinf 函数

// ... (可能需要包含HAL库GPIO头文件，如 "gpio.h")
// ... (假设 ucLed 数组 和 led_disp 函数已在别处定义)
extern uint8_t ucLed[6];
extern void led_disp(uint8_t *ucLed);

/**
 * @brief LED 显示处理函数 - 呼吸灯效果 (在主循环中周期性调用)
 */
void led_proc(void)
{
    // 呼吸灯相关变量 (使用 static 确保它们在函数调用之间保持值)
    static uint32_t breathCounter = 0;      // 呼吸效果的内部计时器，模拟时间流逝
    static uint8_t pwmCounter = 0;          // 软件PWM的内部计数器，用于生成PWM波形
    static uint8_t brightness = 0;          // 当前计算出的LED亮度值 (0-pwmMax)
    static const uint16_t breathPeriod = 2000; // 定义一个完整的呼吸周期时长 (单位：毫秒或调用次数，取决于调用频率)
    static const uint8_t pwmMax = 10;       // 软件PWM周期的最大计数值 (决定PWM精度和频率)

    // 更新呼吸计时器：每次调用函数时加1，达到周期后归零
    // 这个计数器相当于呼吸效果的时间轴
    breathCounter = (breathCounter + 1) % breathPeriod;

    // 核心：计算当前时刻的亮度值
    // 使用正弦函数 (sinf) 来模拟平滑的亮度变化
    // (2.0f * 3.14159f * breathCounter) / breathPeriod 将 breathCounter 映射到 0 到 2π 的弧度范围
    // sinf(...) 的结果在 -1.0 到 1.0 之间
    // (sinf(...) + 1.0f) 将范围变为 0.0 到 2.0
    // * pwmMax / 2.0f 将范围缩放到 0 到 pwmMax，即我们期望的亮度范围
    brightness = (uint8_t)((sinf((2.0f * 3.14159f * breathCounter) / breathPeriod) + 1.0f) * pwmMax / 2.0f);

    // 更新软件PWM计数器：每次调用函数时加1，达到 pwmMax 后归零
    // 这个计数器用于在 pwmMax 的周期内比较亮度，决定当前时刻LED是亮还是灭
    pwmCounter = (pwmCounter + 1) % pwmMax;

    // 软件PWM逻辑：
    // 如果 pwmCounter 小于当前的亮度值 brightness，则LED应该亮 (ucLed[0] = 1)
    // 否则，LED应该灭 (ucLed[0] = 0)
    // 效果：brightness 越大，LED在一个PWM周期内亮的时间越长，看起来就越亮
    // 当 brightness 为 0 时，pwmCounter 永远不小于 0，LED 始终灭
    // 当 brightness 为 pwmMax 时，pwmCounter 始终小于 pwmMax，LED 始终亮
    ucLed[0] = (pwmCounter < brightness) ? 1 : 0; // 控制第一个LED (ucLed[0])

    // 调用之前定义的 led_disp 函数，将计算好的 ucLed 状态更新到实际的GPIO引脚
    led_disp(ucLed); // 注意：led_disp内部最好也有优化，避免状态不变时重复写GPIO
}
                

#include <math.h> // 同样需要数学库
#include <stdint.h> // 引入标准整数类型

// ... (假设 ucLed 数组 和 led_disp 函数已在别处定义)
extern uint8_t ucLed[6]; // 假设有6个LED
extern void led_disp(uint8_t *ucLed);

/**
 * @brief LED 显示处理函数 - 呼吸流水灯效果 (在主循环中周期性调用)
 */
void led_proc(void)
{
    // 呼吸流水灯相关变量
    static uint32_t breathCounter = 0;      // 全局呼吸计时器
    static uint8_t pwmCounter = 0;          // 软件PWM计数器 (所有LED共用)
    static const uint16_t breathPeriod = 4000; // 整个流水呼吸效果的周期 (调慢一点，看得清楚)
    static const uint8_t pwmMax = 10;       // PWM精度 (同上)
    // 关键：相位差！决定了相邻LED呼吸节奏的错开程度
    // π / 3 意味着一个完整周期(2π)内能容纳 6 个LED (2π / (π/3) = 6)
    // 每个LED比前一个晚 π/3 的相位开始呼吸
    static const float phaseShift = 3.14159f / 3.0f;

    // 更新全局呼吸计时器
    breathCounter = (breathCounter + 1) % breathPeriod;

    // 更新PWM计数器
    pwmCounter = (pwmCounter + 1) % pwmMax;

    // 循环为每个LED计算独立的亮度并设置状态
    for(uint8_t i = 0; i < 6; i++) // 遍历所有6个LED
    {
        // 计算当前LED的相位角 (angle)
        // (2.0f * 3.14159f * breathCounter) / breathPeriod 是基础角度，随时间变化
        // - i * phaseShift 是为第 i 个LED引入的相位延迟
        float angle = (2.0f * 3.14159f * breathCounter) / breathPeriod - i * phaseShift;

        // 计算原始的正弦值 (-1.0 到 1.0)
        float sinValue = sinf(angle);

        // 增强对比度并调整曲线 (让亮灭更分明，全亮时间更短)
        // powf(x, 0.5f) 相当于 sqrt(x)，对于正数，它会把小的数拉高，大的数相对压低一点 (但这里主要用在 >0 的部分)
        // 对于负数，我们取绝对值再开根号，然后加回负号，保持形状对称
        // 这使得亮度从暗到亮的过程变快，从亮到暗的过程也变快，中间亮的时间缩短
        float enhancedValue = sinValue > 0 ? powf(sinValue, 0.5f) : -powf(-sinValue, 0.5f);

        // 进一步压缩亮度曲线，使得只有在接近峰值时才真正达到高亮度
        // 如果增强后的值大于0.7 (接近峰值)，则保持不变；否则，乘以0.6，让它更暗
        // 目的是让“光波“显得更窄，流动感更强
        enhancedValue = enhancedValue > 0.7f ? enhancedValue : enhancedValue * 0.6f;

        // 将处理后的 enhancedValue (-1 到 1 之间) 映射到 0 到 pwmMax 的亮度值
        uint8_t brightness = (uint8_t)((enhancedValue + 1.0f) * pwmMax / 2.0f);

        // 根据计算出的该LED的亮度，使用PWM逻辑设置其状态
        ucLed[i] = (pwmCounter < brightness) ? 1 : 0;
    }

    // 所有LED的状态都计算完毕后，统一调用 led_disp 更新GPIO
    led_disp(ucLed);
}