如何写一个状态指示灯？

来源：公众号【鱼鹰谈单片机】

作者：鱼鹰Osprey

ID ：emOsprey

工作时，我们常常会有这样的需求：

用一个 LED 灯指示机器的工作状态：正常或故障。

这样一个需求，对于我们入门就写点灯程序的点灯小能手来说，根本就是小意思。

因为这只需要控制 IO 输出高电平或者低电平就可以达到要求。尽管如此简单，如果用的不好，那也是存在风险的：《引脚输出的隐藏BUG》。

本篇笔记记录的当然不是简单的指示正常和故障这两种状态，而是多种状态。

比如，快闪、慢闪、1秒闪1次，1秒闪3次等。

不过，因精力有限，鱼鹰介绍一个简单的实现1.5秒闪烁1~5次的方法，并且通过对该方法的详细介绍，你也可以实现更复杂的指示功能（当然也可用于蜂鸣器等）。

该方法有几点优势：

1、代码实现简单；

2、可用于多线程；

3、移植方便；

4、裸机、操作系统均可使用，可不需要定时器。

当然也有缺点，就是只能指示最新的当前状态（也就是说，如果有多个线程同时调用，将指示最后一个调用时的状态），不过对于状态指示来说，这样足够了。

为了实现1.5秒内闪烁5次，并且让代码尽可能的简单，我们可以将 1.5 s划分成 10 个等份，每个等份为 150 ms。

假定，高电平为灭，低电平为亮。

那么，如果我们要实现1.5 s 闪烁一次的效果，只需要在0 时刻设置为低电平，1时刻设置为高电平即可，其他时刻不需要操作电平，此时电平效果如下：

这样，通过在指定时刻设置IO电平，即可达到闪烁的效果。

现在的问题是，如何获得稳定的周期时间，这已经是老生常谈的问题，如果不明白，可以参考以下笔记：《延时功能进化论(合集)》。

这里我们需要实现两个周期，一个是 1.5 s，一个是 150 ms，所以需要两个变量保存时间戳，同时为了实现单次延时，再增加一个变量，即关于时间的变量共有三个。

下面贴代码，看看代码实现（滑动查看）：

#define LED_TIME_CYCLE                     1500  // ms#define LED_TIME_OUTPUT                    150   // ms
typedef enum {    LED_ON,    LED_OFF,      }led_level_def;
typedef struct {    uint16_t last_time_show_cycle;  // 状态查询时间    uint16_t set_time_cycle;        // 循环时间    uint16_t set_last_time;         // 上一次电平输出时间    uint8_t  curr_number;        // 当前  uint8_t  next_number;           // 下一个指示次数    void    (*led_set)(led_level_def); }led_para_def;
// LED 设置void led_set_level(led_level_def level){    if(level == LED_ON){       GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_13);    }    else{       GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_13);     }}
// 参数初始化led_para_def led_para = {    .set_time_cycle  = (uint16_t)-1,    .curr_number     =  0,    .led_set         =  led_set_level,};
// 调用频率小于 10 msvoid led_set_handle(led_para_def *p_led_para, uint32_t time){  // 设置 LED    if(((uint16_t)(time - p_led_para->set_last_time)) >= p_led_para->set_time_cycle) {        p_led_para->set_last_time = time;        if(p_led_para->curr_number) {            p_led_para->led_set(((p_led_para->curr_number & 1) == 1) ? LED_OFF : LED_ON);            p_led_para->curr_number--;            if(p_led_para->curr_number == 0) {                p_led_para->set_time_cycle = (uint16_t)-1;// 下一个周期不再进入            }        }    }  // 更新当前参数（1.5 s 更新一次）  if(((uint16_t)(time - p_led_para->last_time_show_cycle)) >= LED_TIME_CYCLE){        p_led_para->last_time_show_cycle = time;
        if(!p_led_para->curr_number){      uint8_t number = p_led_para->next_number; // 获取当前指示次数      // 限制闪烁次数      if(number < LED_TIME_CYCLE / LED_TIME_OUTPUT / 2){        p_led_para->curr_number    = number * 2 - 1;        p_led_para->set_last_time  = time;        p_led_para->set_time_cycle = LED_TIME_OUTPUT;        p_led_para->led_set(LED_ON);      }        }    }}
// number 闪烁次数void led_show(led_para_def *p_led_para, uint8_t number){  p_led_para->next_number = number;}

代码注释比较详尽，如果看不懂，说明还没有理解鱼鹰以前写的笔记，建议翻翻以前的鱼鹰笔记。

简单说明几点：

1、为了移植方便，使用了一个函数指针设置LED电平，因此可以很方便的修改。

2、可以方便配置多个LED，如果一个LED不够，那就俩。

3、为了减少空间的使用，原本 4 字节的时间戳通过强制转化，使用 2 字节即可实现。

4、单次超时时间实现。

5、时间戳单位为 1 毫秒，同时 led_set_handle 函数为了保证时间精度，调用周期为 10 ms，该函数需要周期性调用，并且只可以在一个地方调用（一个LED情况下）。

6、led_show 函数用于更新闪烁次数，可在闪烁次数变化的时候调用；同时可多线程使用，当然因为没有缓存，始终保存最后一次调用时的显示次数。

7、led 作为共享资源，使用变量 curr_number 控制资源访问，保证指示不会出现混乱。

8、指示更新周期1.5秒，即上层即使更新了 next_number ，最迟需要 1.5 后才会更新，最早更新时间为立刻。

9、使用 C99 的特性，简化初始化过程。

这个功能很简单，但是里面涉及到知识点很多，建议多理解，如果不理解，可在鱼鹰技术交流群交流。

你，学会了吗？

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