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LED在便攜設(shè)備中一般用于顯示電源狀態(tài)、電池狀態(tài)，或藍(lán)牙連接的活動。LED可以是決定電池壽命的主要因素，因?yàn)樗鼈兊牧炼扰c功耗成正比。采用一種簡單的電路，Altera公司的MAX IIZ CPLD可以測量其所處環(huán)境的模擬光照水平，然后以一個(gè)成比例的模擬強(qiáng)度水平驅(qū)動一只LED發(fā)光。一只LED和偏置電阻可以同時(shí)完成測光與發(fā)光。圖1中的電路只需要45只邏輯元件，而CPLD的編程能力使之能夠快速調(diào)節(jié)電路參數(shù)，以適應(yīng)任何LED的特性。 圖1，這款簡單的MAX IIZ電路用一只LED作發(fā)光器和傳感器。 通過增加閃光周期、減少閃爍脈沖寬度，或降低光強(qiáng)，還可以節(jié)省一個(gè)閃爍LED的功耗。根據(jù)環(huán)境光來控制LED的亮度，將LED的能耗降低47% 以上，而不影響其外觀。圖1的電路采用Altera EMP240ZM100C7N CPLD、LED、電阻和時(shí)鐘源，使LED按與環(huán)境光成正比的強(qiáng)度作閃爍。電路包含一個(gè)驅(qū)動LED的PWM（脈寬調(diào)制器）、一個(gè)光強(qiáng)測量塊、以及一個(gè)控制狀態(tài)機(jī)和定時(shí)器。 狀態(tài)機(jī)包括一個(gè)熱態(tài)，由一個(gè)初始為二進(jìn)制00000001的8 bit移位寄存器構(gòu)成。12位計(jì)數(shù)器Count 12的進(jìn)位生成一個(gè)8Hz的使能信號，給狀態(tài)機(jī)Shift8。因此，狀態(tài)機(jī)八個(gè)狀態(tài)中，每一個(gè)都持續(xù)有效125 ms。在復(fù)位態(tài)State 0時(shí)，PWM Count4與光測量塊Count 8被復(fù)位。State 1是光強(qiáng)測量態(tài)，它使能一個(gè)頻率計(jì)數(shù)器Count 8。Count 8被使能125 ms，計(jì)算離開光傳感器的循環(huán)。電路探測光是通過偏置LED和限流電阻，使LED的負(fù)極端為邏輯1。正極連接到一個(gè)張弛振蕩器，使正極開始時(shí)為邏輯0。 LED根據(jù)照射到LED上的光線量，成比例地拉高正極。反偏的LED作為一個(gè)太陽電池芯，輸出電流與光強(qiáng)成正比。一旦慢速上升的正極信號達(dá)到輸入緩沖的閾值，則Pin 1信號變?yōu)榱悖珼觸發(fā)器DFF翻轉(zhuǎn)為零，將正極信號驅(qū)動至零，使Pin 1腳為邏輯1，并在下個(gè)時(shí)鐘周期上使輸入緩沖為三態(tài)，使正極信號再次上升。 振蕩器1的頻率與光強(qiáng)成正比，亮光下的典型頻率約2000 Hz。振蕩器1的信號驅(qū)動Count 8的時(shí)鐘。Count 8在State 0復(fù)位，然后在State 1 使能125 ms。在亮光下，Count 8可以在測量結(jié)束時(shí)計(jì)數(shù)到250，而在弱光下，它可能只計(jì)數(shù)到16。計(jì)數(shù)器的COUT信號反饋給使能端，計(jì)數(shù)為255時(shí)飽和，防止過強(qiáng)的光使計(jì)數(shù)器反轉(zhuǎn)回零，從而導(dǎo)致虛假測量。 State 2是LED的閃爍態(tài)。這個(gè)狀態(tài)以PWM控制亮度，使LED閃爍125 ms。在State 2時(shí)，負(fù)極和正極腳均偏置為發(fā)光模式。發(fā)光模式將正極信號強(qiáng)拉至VCC。負(fù)極連接至PWM的輸出。負(fù)極上的邏輯0使LED發(fā)光，而邏輯1則使之熄滅。負(fù)極信號是PWM輸出的反相形式。 在本例中，PWM為4位分辨率，但也可以使用更多的位或更少的位。PWM包括二進(jìn)制計(jì)數(shù)器Count 4和一個(gè)二進(jìn)制4位加法器。Count 4計(jì)數(shù)器在State 2使能，而循環(huán)輸出連接到4位加法器的A輸入。加法器的B輸入端連接到光傳感器頻率計(jì)數(shù)器的四個(gè)MSB（最高有效位）上。加法器的進(jìn)位輸出是PWM輸出。加法器的進(jìn)位輸入是一個(gè)恒定的邏輯1。 下面舉例說明PWM的工作方法： 當(dāng)Count 4為0~14時(shí)，來自亮度測量的邏輯0都在進(jìn)位端得到一個(gè)邏輯0，而當(dāng)Count 4為15時(shí)則是邏輯1。這種6.25%的占空比是一個(gè)極低亮度水平。 當(dāng)Count 4為0~7時(shí)，亮度測量值7可在進(jìn)位端得到一個(gè)邏輯0，而當(dāng)Count 4為8~15時(shí)則是邏輯1。這種50%的占空比是一個(gè)中等亮度水平。 對任何Count 4值，亮度測量15在進(jìn)位端都得不到邏輯0，而當(dāng)Count 4為0~15時(shí)，均為邏輯1。這種100%的占空比是一個(gè)滿亮度水平。 State 3~7的唯一功能是等待下一個(gè)LED閃爍周期。你可以增加或刪除狀態(tài)，修改閃爍的速率。 |
