引言

在嵌入式開發(fā)的世界里，即使只是一顆小小的LED燈，也能成為無盡創(chuàng)意的舞臺。

當(dāng)你的開發(fā)板上僅有一顆LED時(shí)，如何讓它呈現(xiàn)出豐富多彩的閃爍效果？

接下來，讓我們通過對RL78/G15的編程實(shí)踐，為這顆簡單的LED注入靈動的“生命力”。

LED工作機(jī)制：從“亮”與“滅”說起

LED（發(fā)光二極管）是一種半導(dǎo)體光源，當(dāng)有電流通過時(shí)就會發(fā)光。在開發(fā)板上，我們可以通過控制GPIO引腳的高低電平來實(shí)現(xiàn)這一過程：

高電平（HIGH）：LED點(diǎn)亮

低電平（LOW）：LED熄滅

LED的工作模式看似簡單，但當(dāng)我們巧妙地融入"時(shí)間"這個(gè)維度，在程序中控制亮滅的節(jié)奏、頻率和規(guī)律，一顆LED就能呈現(xiàn)出豐富多彩的變化。

快閃與慢閃——節(jié)奏的藝術(shù)

1慢閃模式：沉穩(wěn)的心跳

慢閃模式是LED最基礎(chǔ)的閃爍模式，如同平靜而沉穩(wěn)的心跳，傳遞著穩(wěn)定、可靠的信號，非常適合用作狀態(tài)指示燈，向用戶傳達(dá)“系統(tǒng)正常運(yùn)行”的信息

2快閃模式：緊急的警報(bào)

當(dāng)閃爍頻率加快，LED瞬間變得“急促”起來，常用于警告、報(bào)警或提醒場景。

相同的硬件，不同的節(jié)奏，卻能傳遞出截然不同的信息。在程序開發(fā)中，我們可以通過調(diào)整延時(shí)函數(shù)的參數(shù)，控制LED閃爍節(jié)奏，輕松切換LED的“情緒”。

摩斯碼——讓LED“開口說話”

如果說閃爍頻率幫助LED傳達(dá)“情緒”，那么摩斯碼則是賦予LED“語言”的能力。

摩斯碼原理

短閃（點(diǎn)）：點(diǎn)亮0.2秒

長閃（劃）：點(diǎn)亮0.6秒

間隔：熄滅0.2秒（字符內(nèi)）/0.6秒（字符間）

通過長短閃爍的巧妙組合，LED能夠“說出”字母、數(shù)字甚至完整的單詞。例如，字母"S"由三個(gè)短閃（···）組成，字母"O"由三個(gè)長閃（---）組成，當(dāng)它們連在一起，就成了國際通用的求救信號"SOS"（···---···）。

呼吸燈——賦予LED“生命”

如果說前面的模式是“數(shù)字化”的開關(guān)控制，那么呼吸燈則是“模擬化”的藝術(shù)呈現(xiàn)。

1什么是呼吸燈？

LED從熄滅狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)換到最高亮度，再從最高亮度逐漸熄滅，循環(huán)往復(fù)，如同生物呼吸般自然流暢。

2技術(shù)實(shí)現(xiàn)：PWM（脈寬調(diào)制）

通過快速開關(guān)LED并調(diào)整“亮”的時(shí)間占比，人眼會產(chǎn)生亮度變化的錯(cuò)覺：

占空比10%：低亮度

占空比50%：中等亮度

占空比90%：最高亮度

呼吸燈常見于高端電子產(chǎn)品的待機(jī)指示，它傳遞的不僅是狀態(tài)信息，更是一種細(xì)膩而優(yōu)雅的用戶體驗(yàn)。

相信各位對LED的不同模式的設(shè)置原理有了基本的了解，那么如何在開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)這些模式呢？下面讓我們一同探索。

開發(fā)環(huán)境與硬件準(zhǔn)備

1所用微控制器

RL78/G15

https://www.renesas.cn/zh/products/rl78-g15?queryID=41e2d7a40d04b1f445157d80d24daf7f

2開發(fā)板

RL78/G15 Fast Prototyping Board

https://www.renesas.cn/zh/design-resources/boards-kits/rtk5rlg150c00000bj

3集成開發(fā)環(huán)境

e2studio v2025-07（瑞薩電子開發(fā)）

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/e2-studio?queryID=45393453489528bf724cdf10406bf5ad

RL Smart Configurator V1.14.0

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/smart-configurator?queryID=17de87a50c6c621cc3cd60ffaf3161f7

Renesas CC-RL v1.15.01

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/c-compiler-package-rl78-family-cc-rl

4硬件連接注意事項(xiàng)：

如上圖所示，開發(fā)板上的J10、J11和J12跳線帽均需要連接2-3，這樣才能使用E2 Lite進(jìn)行調(diào)試。

相關(guān)外圍功能和用途

在開發(fā)板上有兩個(gè)LED：LED1和LED2，選取LED1作為控制對象，通過查看原理圖可知，LED1對應(yīng)的RL78/G15輸出引腳為P20，LED1正極接VDD，負(fù)極接P20，因此，只要控制P20引腳電平高低，就可以控制LED1的亮滅。

此外，控制LED的快閃慢閃、摩斯碼模式、呼吸燈模式需要引入Interval Timer模塊和PWM模塊。各模塊的功能和用途見下表：

在Smart Configurator中對這兩個(gè)模塊做如下設(shè)置：

設(shè)置IT模塊Interval value為100ms

設(shè)置PWM模塊Cycle value為2ms，選取Channel 3作為slave，占空比設(shè)置為90%

在引腳配置頁面，將TO03對應(yīng)引腳配置為P20

軟件流程

實(shí)現(xiàn)LED不同模式的代碼流程如下圖所示，首先定義參數(shù)“LED_MODE”，通過設(shè)置“LED_MODE”，調(diào)用不同的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)LED不同模式控制。

“LED_MODE=0”時(shí)，調(diào)用LED_FAST_FLASH()，LED進(jìn)入快閃模式

“LED_MODE=1”時(shí)，調(diào)用LED_FAST_SLOW()，LED進(jìn)入慢閃模式

“LED_MODE=2”時(shí)，調(diào)用LED_Morse_SOS()，LED顯示“SOS”摩斯碼

“LED_MODE=3”時(shí)，調(diào)用LED_Breathing()，LED進(jìn)入呼吸燈模式

下面兩個(gè)流程圖分別對應(yīng)LED的快閃模式和慢閃模式，在這兩個(gè)模式下，只需要利用Interval Timer模塊，調(diào)整LED延時(shí)時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)。

下方是LED摩斯碼和LED呼吸燈的流程圖，LED顯示摩斯碼通過調(diào)整延時(shí)時(shí)間實(shí)現(xiàn)，而LED的呼吸燈模式則是通過調(diào)整PWM中的占空比實(shí)現(xiàn)。

工程示例

按照上述流程，實(shí)現(xiàn)LED不同模式的示例工程如下：

?

工程中使用的函數(shù)如下表所示：

結(jié)尾

從基礎(chǔ)的快慢閃爍，到能"說話"的摩斯碼，再到充滿生命感的呼吸燈，每一種模式都是邏輯思維與創(chuàng)意表達(dá)的結(jié)晶。希望你也能從中獲得啟發(fā)，點(diǎn)亮更多創(chuàng)意的“燈泡”。