杂记：AI优化博客——LED呼吸流水灯发波控制
背景介绍
应用场景LED呼吸灯和流水灯效果广泛应用于智能家居、智能设备、汽车仪表盘等领域，用于提升用户体验和设备的美观性。例如，智能家居设备可以通过呼吸灯效果显示设备状态，汽车仪表盘可以通过流水灯效果显示车辆信息。技术背景LED灯控制的基本原理是通过调整LED的亮度来实现不同的视觉效果。呼吸灯效果通过模拟正弦波来实现亮度的渐变，而流水灯效果则通过控制多个LED灯的亮灭顺序来实现动态效果。
算法原理
正弦波生成呼吸灯效果的核心是通过正弦波来控制LED的亮度。正弦波的值范围为[-1, 1]，通过将其映射到[0, 100]的范围，可以得到适合控制LED亮度的值。以下是正弦波生成的数学公式：
brightness = basisDuty + (100 - basisDuty) * sin(θ)
其中：
• brightness：当前亮度值。
• basisDuty：基础占空比，表示最小亮度。
• θ：当前相位，范围为[0, 2π]。
流水效果实现
流水灯效果通过控制多个LED灯的亮灭顺序实现。每个LED灯的亮度值由正弦波计算得出，通过调整相位偏移（phaseDiff）和周期（blinkCycle），可以实现不同的流水效果。
关键参数说明
• basisDuty：基础占空比，表示最小亮度。
• phaseDiff：相位偏移，用于控制流水灯的流动速度。
• blinkCycle：刷新周期，用于控制呼吸灯的频率。
• seg_num：段数，表示流水灯的分段数量。
代码实现
算法QT模拟
算法QT模拟，输出正弦波曲线。曲线有基准占空比，设置曲线条数，偏移相位，周期。20ms计算一次曲线当前值，在一定刷新周期(0.1ms)和输出值判断当前是否电量LED灯。根据占空比实时控制LED灯的亮度。
#define VAL_100xSIN_NUM 300
uint8_t VAL_100xSIN[] = {
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19,
20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 29, 30, 31, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39,
40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58,
58, 59, 60, 61, 62, 63, 63, 64, 65, 66, 67, 67, 68, 69, 70, 70, 71, 72, 72, 73,
74, 75, 75, 76, 77, 77, 78, 79, 79, 80, 81, 81, 82, 82, 83, 83, 84, 85, 85, 86,
86, 87, 87, 88, 88, 89, 89, 90, 90, 91, 91, 91, 92, 92, 93, 93, 93, 94, 94, 94,
95, 95, 95, 96, 96, 96, 96, 97, 97, 97, 97, 98, 98, 98, 98, 98, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 98, 98, 98, 98, 98, 97, 97, 97, 97, 96, 96, 96, 96, 95, 95,
95, 94, 94, 94, 93, 93, 93, 92, 92, 91, 91, 91, 90, 90, 89, 89, 88, 88, 87, 87,
86, 86, 85, 85, 84, 83, 83, 82, 82, 81, 81, 80, 79, 79, 78, 77, 77, 76, 75, 75,
74, 73, 72, 72, 71, 70, 70, 69, 68, 67, 67, 66, 65, 64, 63, 63, 62, 61, 60, 59,
58, 58, 57, 56, 55, 54, 53, 52, 51, 51, 50, 49, 48, 47, 46, 45, 44, 43, 42, 41,
40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 31, 30, 29, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21,
20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,
};
int basisDuty = 20, phaseDiff = 100; /* 30° / 180 ° 设置范围45-180 太小没必要 45 是看段数最大值确定的 phaseDiff*seg>=180最佳 */
int soc[5]={basisDuty,basisDuty,basisDuty,basisDuty,basisDuty};
static uint16_t cnt = 0;
cnt++;
uint8_t blinkCycle = 1, seg_num = 3;
uint16_t blinkCycleMaxCnts = VAL_100xSIN_NUM*blinkCycle/6; /* 一个单独周期计数数量 不同周期跳不同的index间隔 */
uint16_t total_cnts=blinkCycleMaxCnts*seg_num*phaseDiff/180; /* 一个总的循环周期计数数量 */
if((1 == seg_num)||(total_cnts<blinkCycleMaxCnts))
{
total_cnts = blinkCycleMaxCnts;
}
if(cnt>=total_cnts)
{
cnt = 0;
}
uint16_t index = 0;
for(int i = 1; i<=5; i++)
{
index = (VAL_100xSIN_NUM*seg_num + 6*cnt/blinkCycle - VAL_100xSIN_NUM*(i-1)*phaseDiff/180)%VAL_100xSIN_NUM; /* CAL_blinkCycle_MS计算占空比index + 相位4*phaseDiff/180*VAL_100xSIN_NUM + 取余数 */
if((seg_num>=i)&&(cnt>blinkCycleMaxCnts*(i-1)*phaseDiff/180 && cnt<blinkCycleMaxCnts*((i-1)*phaseDiff+180)/180))
{
soc[i-1] = VAL_100xSIN[index]*(100-basisDuty)/100 + basisDuty;
}
else if((seg_num>=i)&&(cnt%total_cnts)<(blinkCycleMaxCnts*(180-(seg_num-(i-1))*phaseDiff)/180))
{
index = (index + seg_num*VAL_100xSIN_NUM*phaseDiff/180)%VAL_100xSIN_NUM;
soc[i-1] = VAL_100xSIN[index]*(100-basisDuty)/100 + basisDuty;
}
}
ui->widgetPlot2D->addData("soc[0]", soc[0]);
ui->widgetPlot2D->addData("soc[1]", soc[1]);
ui->widgetPlot2D->addData("soc[2]", soc[2]);
ui->widgetPlot2D->addData("soc[3]", soc[3]);
ui->widgetPlot2D->addData("soc[4]", soc[4]);
输出效果
不同颜色的输出波形代表的时LED1-5输出占空比的变化。
STM32控制程序
#ifndef __LED_CTRL_C
#define __LED_CTRL_C
/******************************************************************************
* Include Files
******************************************************************************/
#include "ledctrl.h"
/******************************************************************************
* Static Variable Definitions
******************************************************************************/
uint8_t TIM100US;
LedCtrlSt gLedCtrl;
#define VAL_100xSIN_NUM 300
uint8_t VAL_100xSIN[VAL_100xSIN_NUM] = {
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19,
20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39,
40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 57,
58, 59, 60, 61, 62, 62, 63, 64, 65, 66, 66, 67, 68, 69, 70, 70, 71, 72, 72, 73,
74, 75, 75, 76, 77, 77, 78, 79, 79, 80, 80, 81, 82, 82, 83, 83, 84, 85, 85, 86,
86, 87, 87, 88, 88, 89, 89, 90, 90, 90, 91, 91, 92, 92, 93, 93, 93, 94, 94, 94,
95, 95, 95, 96, 96, 96, 96, 97, 97, 97, 97, 98, 98, 98, 98, 98, 98, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 99, 99, 99, 99, 99, 99,
99, 99, 99, 99, 98, 98, 98, 98, 98, 98, 97, 97, 97, 97, 96, 96, 96, 96, 95, 95,
95, 94, 94, 94, 93, 93, 93, 92, 92, 91, 91, 90, 90, 90, 89, 89, 88, 88, 87, 87,
86, 86, 85, 85, 84, 83, 83, 82, 82, 81, 80, 80, 79, 79, 78, 77, 77, 76, 75, 75,
74, 73, 72, 72, 71, 70, 70, 69, 68, 67, 66, 66, 65, 64, 63, 62, 62, 61, 60, 59,
58, 57, 57, 56, 55, 54, 53, 52, 51, 50, 50, 49, 48, 47, 46, 45, 44, 43, 42, 41,
40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21,
20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,
};
/******************************************************************************
* Static Function Prototype Definitions
******************************************************************************/
/**
* @brief 调试灯控制接口
* @param 定时器周期Tus 默认100us
* @retval
*/
void debug_led_ctrl(uint8_t Tus)
{
static uint16_t Count = 0;
Count++;
if(((Count*Tus) % 100000) < 50000)
{
SYSY_RUN_LED_ON;
}
else
{
SYSY_RUN_LED_OFF;
}
}
/**
* @brief 告警指示灯接口
* @param
* @retval
*/
static void alarm_led_ctrl(uint8_t onoff)
{
if(ON == onoff)
{
ALARM_LED_ON;
}
else
{
ALARM_LED_OFF;
}
}
/**
* @brief SOC显示灯接口
* @param
* @retval
*/
static void soc_led_ctrl(uint8_t pin, uint8_t onoff)
{
if(ON == onoff)
{
switch(pin)
{
case 0:SOC_LED1_ON;break;
case 1:SOC_LED2_ON;break;
case 2:SOC_LED3_ON;break;
case 3:SOC_LED4_ON;break;
case 4:SOC_LED5_ON;break;
default:break;
}
}
else
{
switch(pin)
{
case 0:SOC_LED1_OFF;break;
case 1:SOC_LED2_OFF;break;
case 2:SOC_LED3_OFF;break;
case 3:SOC_LED4_OFF;break;
case 4:SOC_LED5_OFF;break;
default:break;
}
}
}
/**
* @brief SOC灯根据SOC计算电量段数
* @param
* @retval 0-(0%)、1-(1-20%)、2-(21-40%)、3-(41-60%)、4-(61-80%)、5-(81-100%)
*/
static uint8_t soc_led_seg_cal(uint8_t soc)
{
uint8_t seg_num = (soc+19)*5/100;
return seg_num;
}
/**
* @brief SOC显示灯控制状态
* @param
* @retval
*/
void soc_led_proc(uint8_t Tus, LedCtrlSt stLedCtrl)
{
static uint16_t DUTY_CNT = 0, CYCLE_CNT = 0;
static uint16_t DUTY_CMP[5] = {0, 0, 0, 0, 0};
uint16_t seg_num = 0, total_cnts = VAL_100xSIN_NUM, index = 0;
uint8_t i = 0;
switch(stLedCtrl.state)
{
case STATE_IDLE:
{
for(i=0;i<5;i++)
{
soc_led_ctrl(i, OFF);
}
break;
}
case STATE_READY:
{
DUTY_CNT++;
for(i=0;i<5;i++)
{
if(DUTY_CNT<=stLedCtrl.basisDuty) /* 固定占空比 */
{
soc_led_ctrl(i, ON);
}
else if(DUTY_CNT<=100)
{
soc_led_ctrl(i, OFF);
}
else
{
DUTY_CNT = 0;
}
}
break;
}
case STATE_CHARGING:
{
CYCLE_CNT++;
DUTY_CNT++;
if(DUTY_CNT>100) //0.1ms*100 = 10ms - 100Hz刷新率
{
DUTY_CNT = 0;
}
seg_num = soc_led_seg_cal(stLedCtrl.soc);
uint16_t blinkCycleMaxCnts = VAL_100xSIN_NUM*stLedCtrl.blinkCycle/6; /* 一个单独周期计数数量 不同周期跳不同的index间隔 */
total_cnts = blinkCycleMaxCnts*seg_num*stLedCtrl.phaseDiff/180; /* 一个总的循环周期计数数量 */
if((1 == seg_num)||(total_cnts<blinkCycleMaxCnts))
{
total_cnts = blinkCycleMaxCnts;
}
if(CYCLE_CNT>=total_cnts)
{
CYCLE_CNT = 0;
}
for(i=0;i<5;i++)
{
if(i<seg_num)
{
/* 根据时间实时计算的占空比 */
if(0 == stLedCtrl.blinkMode) /* 呼吸灯(一起亮灭) */
{
if(CYCLE_CNT>VAL_100xSIN_NUM)
{
CYCLE_CNT = 0;
}
index = (6*CYCLE_CNT/stLedCtrl.blinkCycle)%VAL_100xSIN_NUM; /* CAL_CYCLE_MS计算占空比index */
DUTY_CMP[i] = VAL_100xSIN[index]*(100-stLedCtrl.basisDuty)/100 + stLedCtrl.basisDuty;
}
else if(1 == stLedCtrl.blinkMode) /* 流水灯呼吸灯，最亮部分流动呼吸 */
{
index = (VAL_100xSIN_NUM*seg_num + 6*DUTY_CNT/stLedCtrl.blinkCycle - VAL_100xSIN_NUM*(i-1)*stLedCtrl.phaseDiff/180)%VAL_100xSIN_NUM; /* CAL_blinkCycle_MS计算占空比index + 相位4*phaseDiff/180*VAL_100xSIN_NUM + 取余数 */
if((seg_num>=i)&&(DUTY_CNT>blinkCycleMaxCnts*(i-1)*stLedCtrl.phaseDiff/180 && DUTY_CNT<blinkCycleMaxCnts*((i-1)*stLedCtrl.phaseDiff+180)/180))
{
DUTY_CMP[i-1] = VAL_100xSIN[index]*(100-stLedCtrl.basisDuty)/100 + stLedCtrl.basisDuty;
}
else if((seg_num>=i)&&(DUTY_CNT%total_cnts)<(blinkCycleMaxCnts*(180-(seg_num-(i-1))*stLedCtrl.phaseDiff)/180))
{
index = (index + seg_num*VAL_100xSIN_NUM*stLedCtrl.phaseDiff/180)%VAL_100xSIN_NUM;
DUTY_CMP[i-1] = VAL_100xSIN[index]*(100-stLedCtrl.basisDuty)/100 + stLedCtrl.basisDuty;
}
}
if(DUTY_CNT<=DUTY_CMP[i])
{
soc_led_ctrl(i, ON);
}
else if(DUTY_CNT<=100)
{
soc_led_ctrl(i, OFF);
}
}
else
{
soc_led_ctrl(i, OFF);
}
}
break;
}
case STATE_FINISH: /*< 根据SOC来判断显示几段 */
{
for(i=0;i<5;i++)
{
if(i<soc_led_seg_cal(stLedCtrl.soc))
{
soc_led_ctrl(i, ON);
}
else
{
soc_led_ctrl(i, OFF);
}
}
break;
}
default:break;
}
}
/**
* @brief SOC显示灯控制参数初始化
* @param
* @retval
*/
void soc_led_ctrl_init(uint8_t Tus, LedCtrlSt *pstLedCtrl)
{
pstLedCtrl->state = STATE_IDLE;
pstLedCtrl->alarm = 0;
pstLedCtrl->blinkMode = 1;
pstLedCtrl->blinkCycle = 1;
pstLedCtrl->basisDuty = 20;
pstLedCtrl->phaseDiff = 135;
}
/**
* @brief 显示灯控制
* @param
* @retval
*/
void led_ctrl_proc(uint8_t Tus, LedCtrlSt stLedCtrl)
{
debug_led_ctrl(Tus);
if(0 == gLedCtrl.alarm)
{
alarm_led_ctrl(OFF);
soc_led_proc(Tus, stLedCtrl);
}
else
{
alarm_led_ctrl(ON);
for(uint8_t i=0;i<5;i++) /*< 告警绿灯灭,只显示红灯 */
{
soc_led_ctrl(i, OFF);
}
}
}
#endif /*__LED_CTRL_C */
以下将根据你提供的代码，按模块分析并生成对应的 mermaid 流程图代码。我们可以将代码分为几个主要模块：初始化模块、调试灯控制模块、告警指示灯控制模块、SOC 显示灯控制模块和整体显示灯控制模块。
1. 初始化模块（soc_led_ctrl_init）
这个模块主要对 SOC 显示灯控制参数进行初始化。
2. 调试灯控制模块（debug_led_ctrl）
该模块根据定时器周期控制调试灯的开关。
3. 告警指示灯控制模块（alarm_led_ctrl）
此模块根据输入的开关状态控制告警指示灯。
4. SOC 显示灯控制模块（soc_led_proc）
这个模块根据不同的状态控制 SOC 显示灯，状态包括 STATE_IDLE、STATE_READY、STATE_CHARGING 和 STATE_FINISH。
5. 整体显示灯控制模块（led_ctrl_proc）
该模块综合控制调试灯、告警指示灯和 SOC 显示灯。
总结与扩展
这段时间Deepseek比较火，突发奇想通过AI工具来优化博客质量，提高可读性，让读者更容易理解。这也是提高我们博客记录质量的一种尝试。通过KIMI的优化，本文增加了一些原理性的介绍，让初次接触的同学能够更了解本文代码的主题思想。优化前的文章和优化后的文章同时发布出来，并且做了一篇分析文章，对比优化前后的效果。为以后博客撰写质量的提高提供了一种思路。后面还需要更多摸索。
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