CN102883504A - 一种适合单片机处理的led灯亮度变化控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合单片机处理的LED灯亮度变化控制方法，包括以下步骤：判断期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP是否相等；如不等，则计算占空比变化预测间隔时间ITC，ITC=FP/CP，FP为100%占空比的离散化值；比较ITC与预设的允许间隔时间ITM的大小；若ITC>ITM，则使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITM；若ITC≤ITM，则使IT等于ITC;判断是否达到IT；若达到IT，则比较EP与CP；若EP大于CP，使CP加1；若EP小于CP，使CP减1；重复上述步骤1至9，直至CP等于EP。本发明还公开了一种实现上述方法的装置。本发明可耗费较少的单片机资源，获得较平滑的亮度变化。

Description

一种适合单片机处理的LED灯亮度变化控制方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种适合单片机处理的LED灯亮度变化控制方法及其装置。

背景技术

人的主观亮度感觉与物理亮度成对数关系，为了得到比较舒适的亮度变化,一般控制LED灯的亮度随时间成指数关系变化。LED灯的亮度调节一般是通过调节信号占空比来实现,占空比变化随时间成指数关系时，人对LED亮度变化的主观感觉较舒适。

为了实现该指数曲线控制，目前一般采用如下几种方法：1.直接对指数曲线进行泰勒级数展开；2.用折线进行拟合；3.查表法。

第一种方法进行泰勒级数展开可以控制得到平滑的亮度感觉，但需要进行大量的计算，从而耗费了单片机中CPU的大量时间，并要占用较多的程序存储空间；第二种方法用折线进行拟合，CPU计算时间较少，但如果分段少则不能得到平滑的亮度感觉，如果分段较多则占用较多的程序存储空间；第三种方法通过查表可以控制得到平滑的亮度感觉，且CPU计算时间最少，但如果控制亮度的分辨率较高的话，则会占用较多的程序存储空间，例如0.1%分辨率则要用2000字节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种适合单片机处理的LED灯亮度变化控制方法，其可以通过耗费较少的单片机资源，获得较平滑的亮度变化。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种用于实现上述方法的装置。

本发明提供了一种适合单片机处理的LED灯亮度变化控制方法，包括以下步骤：

步骤1，设置期望占空比离散值EP，判断期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小是否相等；

步骤2，如果不相等，则计算占空比离散化值加1或减1的占空比变化预测间隔时间ITC，ITC=FP/CP，其中，FP为100%占空比的离散化值；

步骤3，比较占空比变化预测间隔时间ITC与预设的允许间隔时间ITM的大小； 

步骤4，若ITC>ITM，则使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITM；

步骤5，若ITC≤ITM，则使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITC;

步骤6，判断是否达到占空比变化间隔时间IT；

步骤7，若达到占空比变化间隔时间IT，则比较期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小；

步骤8，若期望占空比离散值EP大于当前占空比离散值CP，使当前占空比离散值CP加1；

步骤9，若期望占空比离散值EP小于当前占空比离散值CP，使当前占空比离散值CP减1；

步骤10，重复上述的步骤1至步骤9，直至当前占空比离散值CP等于期望占空比离散值EP。

本发明还提供了一种实现上述LED灯亮度变化控制方法的装置，该装置包括：

期望占空比离散值判断单元，用于设置期望占空比离散值EP，并判断期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小是否相等；

占空比变化预测间隔时间计算单元，用于在期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小不相等时，计算占空比离散化值加1或减1的占空比变化预测间隔时间ITC，ITC=FP/CP，其中，FP为100%占空比的离散化值；

间隔时间比较单元，用于比较占空比变化预测间隔时间ITC与预设的允许间隔时间ITM的大小；

第一间隔时间确定单元，用于在ITC>ITM时，使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITM；

第二间隔时间确定单元，用于在ITC≤ITM时，使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITC;

间隔时间计时单元，用于判断是否达到占空比变化间隔时间IT； 

占空比离散值比较单元，用于在达到占空比变化间隔时间IT时，比较期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小；

当前占空比离散值增量单元，若期望占空比离散值EP大于当前占空比离散值CP，使当前占空比离散值CP加1；

当前占空比离散值减量单元，若期望占空比离散值EP小于当前占空比离散值CP，使当前占空比离散值CP减1；

其中，所述期望占空比离散值判断单元、占空比变化预测间隔时间计算单元、间隔时间比较单元、第一间隔时间确定单元、第二间隔时间确定单元、间隔时间计时单元、占空比离散值比较单元、当前占空比离散值增量单元和当前占空比离散值减量单元重复进行处理，直至当前占空比离散值CP等于期望占空比离散值EP。

本发明通过耗费单片机较少的资源，就可获得较舒适的亮度感觉，从而可以选择比较便宜的单片机完成LED灯的亮度变化控制，节省制造成本。

附图说明

图1是本发明一种适合单片机处理的LED灯亮度变化控制方法的一个实施例的流程示意图。

图2是根据本发明一实施例的占空比随时间的变化曲线示意图。

图3是本发明的实现适合单片机处理的LED灯亮度变化控制方法的装置的一个实施例的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出进一步描述。

参考图1。根据本发明一个实施例的一种适合单片机处理的LED灯亮度变化控制方法，包括以下步骤：

步骤1，设置期望占空比离散值EP，判断期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小是否相等；

步骤2，如果不相等，则计算占空比离散化值加1或减1的占空比变化预测间隔时间ITC，ITC=FP/CP，其中，FP为100%占空比的离散化值；

步骤3，比较占空比变化预测间隔时间ITC与预设的允许间隔时间ITM的大小；其中，可对占空比变化预测间隔时间ITC取整后再与所述的预设的允许间隔时间ITM比较大小；

步骤4，若ITC>ITM，则使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITM；

步骤5，若ITC≤ITM，则使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITC;

步骤6，判断是否达到占空比变化间隔时间IT； 该占空比变化间隔时间IT指的是从设置期望占空比离散值EP的时刻起到进行第一次占空比变化（使占空比离散化值加1或减1）之间的时间间隔以及相邻两次占空比变化之间的时间间隔；

步骤7，若达到占空比变化间隔时间IT，则比较期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小；

步骤8，若期望占空比离散值EP大于当前占空比离散值CP，使当前占空比离散值CP加1；

步骤9，若期望占空比离散值EP小于当前占空比离散值CP，使当前占空比离散值CP减1；

步骤10，重复上述的步骤1至步骤9，直至当前占空比离散值CP等于期望占空比离散值EP。

在一个具体的实施例中，100%占空比的离散化值FP等于200，设置期望占空比离散值EP为200，预设的允许间隔时间ITM等于13ms。当前占空比离散值CP为16（即8%的占空比）时，与EP不相等，则通过公式ITC=FP/CP=200/16，计算占空比离散化值加1或减1的占空比变化预测间隔时间ITC。对计算结果取整后，ITC等于12ms。由于ITC小于ITM，则使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于12ms。从设置期望占空比离散值EP时开始计时，在达到12ms时，由于期望占空比离散值EP大于当前占空比离散值CP，使当前占空比离散值16加1，即CP等于17。该占空比信号被发送给LED灯驱动电路，以控制LED灯亮度。然后，再次通过公式ITC=FP/CP=200/17，计算占空比离散化值加1或减1的占空比变化预测间隔时间ITC。依次类推，直至CP等于200。占空比随时间变化的曲线如图2所示。

本发明还提供了一种实现上述LED灯亮度变化控制方法的装置，该装置包括：期望占空比离散值判断单元11、占空比变化预测间隔时间计算单元12、间隔时间比较单元13、第一间隔时间确定单元14、第二间隔时间确定单元15、间隔时间计时单元16、占空比离散值比较单元17、当前占空比离散值增量单元18和当前占空比离散值减量单元19。其中，期望占空比离散值判断单元11用于设置期望占空比离散值EP，并判断期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小是否相等。占空比变化预测间隔时间计算单元12用于在期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小不相等时，计算占空比离散化值加1或减1的占空比变化预测间隔时间ITC，ITC=FP/CP，其中，FP为100%占空比的离散化值。间隔时间比较单元13用于比较占空比变化预测间隔时间ITC与预设的允许间隔时间ITM的大小。第一间隔时间确定单元14用于在ITC>ITM时，使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITM。第二间隔时间确定单元15用于在ITC≤ITM时，使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITC。间隔时间计时单元16用于判断是否达到占空比变化间隔时间IT。占空比离散值比较单元17用于在达到占空比变化间隔时间IT时，比较期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小。当前占空比离散值增量单元18用于在期望占空比离散值EP大于当前占空比离散值CP时，使当前占空比离散值CP加1。当前占空比离散值减量单元19用于在期望占空比离散值EP小于当前占空比离散值CP时，使当前占空比离散值CP减1。其中，期望占空比离散值判断单元11、占空比变化预测间隔时间计算单元12、间隔时间比较单元13、第一间隔时间确定单元14、第二间隔时间确定单元15、间隔时间计时单元16、占空比离散值比较单元17、当前占空比离散值增量单元18和当前占空比离散值减量单元19重复进行处理，直至当前占空比离散值CP等于期望占空比离散值EP。

Claims (3)

1.一种适合单片机处理的LED灯亮度变化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，设置期望占空比离散值EP，判断期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小是否相等；

步骤2，如果不相等，则计算占空比离散化值加1或减1的占空比变化预测间隔时间ITC，ITC=FP/CP，其中，FP为100%占空比的离散化值；

步骤3，比较占空比变化预测间隔时间ITC与预设的允许间隔时间ITM的大小；

步骤4，若ITC>ITM，则使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITM；

步骤5，若ITC≤ITM，则使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITC;

步骤6，判断是否达到占空比变化间隔时间IT； 

步骤7，若达到占空比变化间隔时间IT，则比较期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小；

步骤8，若期望占空比离散值EP大于当前占空比离散值CP，使当前占空比离散值CP加1；

步骤9，若期望占空比离散值EP小于当前占空比离散值CP，使当前占空比离散值CP减1；

步骤10，重复上述的步骤1至步骤9，直至当前占空比离散值CP等于期望占空比离散值EP。

2.如权利要求1所述的LED灯亮度变化控制方法，其特征在于，在所述的步骤3中，对所述的占空比变化预测间隔时间ITC取整后再与所述的预设的允许间隔时间ITM比较大小。

3.用于实现如权利要求1所述的LED灯亮度变化控制方法的装置，其特征在于，该装置包括：

期望占空比离散值判断单元，用于设置期望占空比离散值EP，并判断期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小是否相等；

占空比变化预测间隔时间计算单元，用于在期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小不相等时，计算占空比离散化值加1或减1的占空比变化预测间隔时间ITC，ITC=FP/CP，其中，FP为100%占空比的离散化值；

间隔时间比较单元，用于比较占空比变化预测间隔时间ITC与预设的允许间隔时间ITM的大小；

第一间隔时间确定单元，用于在ITC>ITM时，使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITM；

第二间隔时间确定单元，用于在ITC≤ITM时，使占空比离散化值加1或减1的占空比变化间隔时间IT等于ITC;

间隔时间计时单元，用于判断是否达到占空比变化间隔时间IT； 

占空比离散值比较单元，用于在达到占空比变化间隔时间IT时，比较期望占空比离散值EP与当前占空比离散值CP的大小；

当前占空比离散值增量单元，用于在期望占空比离散值EP大于当前占空比离散值CP时，使当前占空比离散值CP加1；

当前占空比离散值减量单元，用于在期望占空比离散值EP小于当前占空比离散值CP时，使当前占空比离散值CP减1；

其中，所述期望占空比离散值判断单元、占空比变化预测间隔时间计算单元、间隔时间比较单元、第一间隔时间确定单元、第二间隔时间确定单元、间隔时间计时单元、占空比离散值比较单元、当前占空比离散值增量单元和当前占空比离散值减量单元重复进行处理，直至当前占空比离散值CP等于期望占空比离散值EP。

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