【ARM嵌入式】漂亮的跑马灯

一、学习指南

在ARM嵌入式系统中，漂亮的跑马灯通常指的是LED（Light Emitting Diode）数组的一种动态显示效果，它可以用于指示状态、增加设备的视觉吸引力或者作为简单的用户交互元素。实现这种跑马灯效果的基本步骤如下：

1. LED硬件配置：选择合适的LED模块，将其连接到嵌入式系统的GPIO（General Purpose Input/Output）引脚上，以便控制每个LED的开关。

2. 控制算法：编写控制代码，使用循环或延时函数，逐个点亮和关闭LED，形成前进或后退的动画。可以设置不同速度、颜色变化或闪烁模式，增强视觉效果。

3. 软件设计：可以使用C语言或其他支持的编程语言编写控制程序，通常会利用中断或定时器来精确控制LED的切换。有时还会配合微控制器的PWM（Pulse Width Modulation）功能，实现更平滑的颜色过渡。

4. 示例代码：很多开源的ARM嵌入式开发板，如STM32或树莓派，都提供了跑马灯的示例代码，开发者可以直接参考学习并根据需要进行修改。

 二、GPIO基本原理

1、GPIO基本结构和工作方式 

1.1 基本结构：

（1）保护二极管：IO引脚上下两边两个二极管用于防止引脚外部过高、过低的电压输入。 当引脚电压高于VDD时，上方的二极管导通；当引脚电压低于VSS时，下方的二极管导通，防止不正常电压引入芯片导致芯片烧毁。 但是尽管如此，还是不能直接外接大功率器件，须加大功率及隔离电路驱动，防止烧坏芯片或者外接器件无法正常工作。

（2）P-MOS管和N-MOS管：由P-MOS管和N-MOS管组成的单元电路使得GPIO具有“推挽输出”和“开漏输出”的模式 。 这里的电路会在下面很详细地分析到。

（3）TTL肖特基触发器：信号经过触发器后，模拟信号转化为0和1的数字信号。 但是，当GPIO引脚作为ADC采集电压的输入通道时，用其“模拟输入”功能，此时信号不再经过触发器进行TTL电平转换。 ADC外设要采集到的原始的模拟信号。

1.2工作方式

GPIO支持4种输入模式（浮空输入、上拉输入、下拉输入、模拟输入）和4种输出模式（开漏输出、开漏复用输出、推挽输出、推挽复用输出）。同时，GPIO还支持三