CN107517536B - 呼吸灯控制电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种呼吸灯控制电路及电子设备，包括有一方波发生电路，其与控制器的一IO口连接，受控于所述IO口的电平信号而输出变化的方波信号；一波形调整电路，与所述方波发生电路的输出侧连接，用于调整来自于所述方波发生电路的方波信号而输出三角波信号；一开关电路，与所述波形调整电路的输出侧连接，由三角波信号控制其通断从而控制与之连接的呼吸灯D34的工作。与现有技术相比，该呼吸灯控制电路与控制器的一IO口通过一条控制线连接，通过IO口的电平信号控制呼吸灯控制电路实现呼吸灯的效果，有效地节约了控制器的IO口资源，且采用一条控制线的呼吸灯控制程序相比现有多条控制线的呼吸灯控制程序相对简单，开发较容易，开发成本低。

Description

呼吸灯控制电路及电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种呼吸灯控制电路及电子设备。

背景技术

呼吸灯是一个装饰灯，广泛用于数码产品，电脑，音响，汽车等各个领域，起到很好的视觉装饰效果，比如，在手机上设计呼吸灯，当手机里面有未处理的通知，比如说未接来电，未查收的短信等等，呼吸灯就会由暗到亮的变化，像呼吸一样那么有节奏，起到一个通知提醒的作用；在POS机上设计呼吸灯，可利用呼吸灯指示POS机的电量情况，包括低电量、充电及满电等状态，以便用户及时充电使用。

呼吸灯的设计离不开呼吸灯控制电路，当前，一般的呼吸灯方案通常采用专用的呼吸灯IC芯片来控制呼吸灯控制电路的方式实现，硬件设计上需要IIC总线，但常常因为总线不够而需要两个IO口来模拟IIC总线，每次要操作控制呼吸灯的时候都需要通过IIC接口去通信，造成设计软件需要大量的时间、人工成本，而且在***IO口资源有限的情况下这种方案是很难实现的。例如，在中国专利申请“201611033925.1”中，处理模块通过四个输出端来控制发光二极管LED1、发光二极管LED2和发光二极管LED3的发光，因此，处理模块中的处理芯片需要提供四个IO口，如此需要占用处理芯片较多的IO口，当处理芯片的IO口资源有限时，此方案实现较难，且用于控制IO口较多时，相关控制程序较为复杂，开发较难。

为了避免浪费CPU等控制器的IO口资源，应尽可能减少呼吸灯控制电路与CPU等控制器的连接线数，从而节约IO口资源，同时使得程序设计更加简单。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用单个IO口控制实现呼吸灯效果的呼吸灯控制电路及电子设备。

为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：一种呼吸灯控制电路，所述呼吸灯控制电路包括有：

一方波发生电路，其与控制器的一IO口连接，受控于所述IO口的电平信号而输出变化的方波信号；

一波形调整电路，与所述方波发生电路的输出侧连接，用于调整来自于所述方波发生电路的方波信号而输出三角波信号；

一开关电路，与所述波形调整电路的输出侧连接，由三角波信号控制其通断从而控制与之连接的呼吸灯的工作。

其进一步技术方案为：所述方波发生电路包括有比较器U37A、电阻R408及电容C17，比较器U37A的同相输入端与基准电压VCC1连接，比较器U37A的输出端依次通过电阻R408与电容C17串联接地，电容C17连接电阻R408的一端还与比较器U37A的反相输入端连接，比较器U37A的输出端与所述波形调整电路连接，所述控制器的IO口连接到电容C17与电阻R408之间。

其进一步技术方案为：所述电容C17的两端还并联有用于分压的电阻R410。

其进一步技术方案为：所述比较器U37A的同相输入端与基准电压VCC1之间还接入有一分压电路及电阻R371，所述基准电压VCC1通过分压电路、电阻R371与所述比较器U37A的同相输入端连接，且所述比较器U37A的输出端通过电阻R355而连接于所述比较器U371A的同相输入端。

其进一步技术方案为：所述波形调整电路为一积分电路。

其进一步技术方案为：所述积分电路包括有电阻R370及电容C39，电阻R370的一端与所述方波发生电路连接，另一端通过电容C39接地且该端与所述开关电路连接。

其进一步技术方案为：所述开关电路包括有一开关管，所述开关管与所述波形调整电路连接，其受所述波形调整电路输出的三角波信号的控制而通断。

其进一步技术方案为：所述开关管为场效应管Q40，所述开关电路还包括有呼吸灯电源VCC3、电阻R114及电阻R373，所述呼吸灯的正极通过电阻R114与电源VCC3连接，所述呼吸灯的负极与所述场效应管Q40的漏极连接，所述场效应管Q40的栅极与所述波形调整电路连接，所述场效应管Q40的栅极还通过电阻R373接地，场效应管Q40的源极接地。

其进一步技术方案为：所述开关管为三极管Q15，所述开关电路还包括有呼吸灯电源VCC3、电阻R114及电阻R373，所述呼吸灯的正极通过电阻R114与所述呼吸灯电源VCC3连接，所述呼吸灯的负极与所述三极管Q15的发射极连接，所述三极管Q15的基极与所述波形调整电路连接，所述三极管Q15的基极还通过所述电阻R373接地，所述三极管Q15的集电极接地。

一种电子设备，所述电子设备包括所述的呼吸灯控制电路。

本发明的有益技术效果是：该呼吸灯控制电路包括有方波发生电路、波形调整电路和开关电路，该方波发生电路与控制器的一IO口连接，通过IO口的电平信号控制方波发生电路输出变化的方波信号，方波信号经波形调整电路调整成三角波信号后控制开关电路的通断，从而控制呼吸灯的工作，与现有技术相比，该呼吸灯控制电路仅通过一条控制线即可实现呼吸灯的控制的效果，有效地节约了控制器的IO口资源，且采用一条控制线的呼吸灯控制程序相比现有多条控制线的呼吸灯控制程序相对简单，开发较容易，开发成本低。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意框图；

图2是本发明一实施例的电路连接图；

图3是本发明一实施例的波形调整电路输出的三角波信号波形图；

图4是本发明另一实施例的电路连接图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合示意图对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1、图2和图4所示，在本发明中，呼吸灯控制电路1与一控制器2连接，呼吸灯控制电路1包括一方波发生电路11、一波形调整电路12及一开关电路13，其中，方波发生电路11与控制器2的一IO口连接，方波发生电路11受控于IO口的电平信号而输出变化的方波信号；波形调整电路12与方波发生电路11的输出侧连接，用于调整来自于方波发生电路11的方波信号而输出三角波信号；开关电路13与波形调整电路12的输出侧连接，由三角波信号控制其通断从而控制与之连接的呼吸灯的工作。工作时，呼吸灯受IO口的电平信号的间接控制而呈现不同的工作状态，其包括有常亮、常灭及呼吸灯等三种不同的工作状态。由本发明的电路连接方式及控制效果可知，该呼吸灯控制电路1与控制器2连接时只占用控制器2一个IO口，控制器2通过该IO口向呼吸灯控制电路1发送电平信号，如此即可实现控制电路中的呼吸灯的工作，相比现有技术，本发明有效地节约了控制器2的IO口资源，实现了IO口资源利用的最大化。同时，单个IO口的控制程序相比多个IO口的控制程序更为简单，开发速度更快，开发成本更低。

如图2所示，方波发生电路11包括有比较器U37A、电阻R408及电容C17，比较器U37A的同相输入端与基准电压VCC1连接，比较器U37A的输出端依次通过电阻R408与电容C17串联接地，电容C17连接电阻R408的一端还与比较器U37A的反相输入端连接，比较器U37A的输出波形调整电路12连接，所述控制器的IO口连接到电容C17与电阻R408之间。其中，图2中的CTR-LAMP接线即为方波发生电路11与控制器2的IO口连接的控制线，IO口的电平信号通过CTR-LAMP接线传输至方波发生电路11中，该电平信号的高低影响电容C17两端的电压差，从而影响电容C17的工作状态，电容C17主要包括充电、放电或不充放电三种不同的工作状态，当电容C17在这三种不同的工作状态之间不断切换时，比较器U37A的输出端将输出变化的方波信号。另外，比较器U37A输出端的电压频率大小与电容C17的容量大小及电阻R408的阻值大小密切相关，可通过调整电容C17与电阻R408的大小来调整方波发生电路11输出端的电压频率，从而控制呼吸灯的工作频率。

在本实施例中，如图2所示，电容C17的两端还并联有电阻R410，该电阻R410用于分压以抬高比较器U37A的反相输入端的电平，从而更好地控制比较器U37A的输出端输出变化的方波信号。

在本实施例中，比较器U37A的同相输入端与基准电压VCC1之间还接入有一分压电路及电阻R371，基准电压VCC1通过分压电路、电阻R371与比较器U37A的同相输入端连接，且比较器U37A的输出端通过电阻R355而连接于比较器U371A的同相输入端。在本实施例中，如图2所示，分压电路通过串联的电阻R353及电阻R354实现，其中，电阻R353与基准电压VCC1连接，电阻R354接地，电阻R371连接在电阻R353与电阻R354之间。同时，本实施例中的电阻R353及电阻R354的精度均为1％，高精度的电阻R353及电阻R354使得分压电路的分压更为精确，有利于电路效果的实现。

在本实施例提供的方波发生电路11中，比较器U37A的型号为TP1542A-SR，电容C17为4.7UF，电阻R408与电阻R410均为680KΩ，基准电源VCC1为1.8V，电源电压VCC2为4.2V，电阻R353与电阻R354均为10KΩ，电阻R371为100KΩ，电阻R355为470KΩ。

在本实施例中，波形调整电路12为一积分电路，该积分电路可将方波发生电路11输出的方波信号调整为三角波信号，以使输入开关电路13的电压信号变化缓和，避免流过呼吸灯的电流突变而造成呼吸灯忽亮忽暗，使呼吸灯容易损坏。如图2所示，该积分电路电阻R370及电容C39，电阻R370的一端与方波发生电路11连接，另一端通过电容C39接地且该端与开关电路13连接。其中，电阻R370为2MΩ，电容C39为1UF。

另外，在本发明中的呼吸灯连接在开关电路13上，呼吸灯的工作状态受开关电路13的通断影响，为了实现呼吸灯效果，开关电路13包括有一开光管，该开关管与波形调整电路12连接，开关管受波形调整电路12的输出三角波信号的控制而关闭或打开，从而使开关电路3接通或断开。

在本实施例中，如图2所示，开关管通过场效应管Q40实现，呼吸灯通过发光二极管D34实现。具体地，开关电路13还包括呼吸灯电源VCC3、电阻R114及电阻R373，发光二极管D34的正极通过电阻R114与电源VCC3连接，发光二极管D34的负极与场效应管Q40的漏极连接，场效应管Q40的栅极与波形调整电路12的输出侧连接，场效应管Q40的栅极还通过电阻R373接地，场效应管Q40的源极接地。该电路中，电阻R114起限流作用，用于避免发光二极管D34因电流过大而烧坏。另外，电阻R373与波形调整电路12中的电阻R370分压以调整场效应管Q40的栅极与源极之间的电压。在本实施例中，场效应管Q40为一N沟道场效应管，场效应管Q40的型号为DSS138，呼吸灯电源VCC3为3.3V，电阻R114为1KΩ，电阻R373为3MΩ。当然，在其他一些优选的实施例中，场效应管Q40可采用P沟道场效应管实现，其具体连接电路根据P沟道场效应管的开关特性对应设计即可。

在其他一些实施例中，还可在场效应管Q4的源极连接一0Ω的电阻R422后再接地，该电阻R422可以微调场效应管Q40的栅极与源极之间的电压，以便更好地实现开关电路13控制发光二极管D34呈现呼吸灯效果。另外，为方便调试电路还可在控制器2与方波发生电路11连接的CTR-LAMP接线上接入一0Ω的电阻R421。

该呼吸灯控制电路中，控制器2通过CTR-LAMP接线向方波发生电路11输入不同电平信号，该电平信号控制电容C17两端的电压差发生变化，从而使电容C17出现充电、放电或者不充放电三种不同的工作状态，如此，比较器U37A的反相输入端的电压发生变化，比较器U37A的输出端的电压随着反相输入端的电压变化而变化，即比较器U37A输出变化的方波信号，然后该方波信号经过波形调整电路12调整为三角波信号，三角波信号控制开关电路13通断从而控制发光二极管D34呈现呼吸灯效果。实际工作时，电平信号包括高电平、低电平及悬空三种类型，该呼吸灯控制电路根据不同的电平信号实现不同的工作状态，具体包括如下三种工作情况：

(1)当控制器2通过控制线向方波发生电路11输出高电平时，比较器U37A的反向输入端的电平大于比较器U37A的同相输入端的电平，比较器U37A的输出端输出低电平，此时由于电容C17两端的电压固定，电容C17不进行充放电工作，比较器U37A的输出端输出低电平固定，比较器U37A的输出端经过电阻R370与场效应管Q40的栅极连接，场效应管Q40的栅极与源极之间的电压较低，场效应管Q40截止，开关电路13中无电流流过，发光二极管D34处于常灭状态；

(2)当控制器2通过控制线向方波发生电路11输出低电平时，比较器U37A的反向输入端的电平小于比较器U37A的同相输入端的电平，比较器U37A的输出端输出高电平，此时由于电容C17两端的电压固定，电容C17不进行充放电工作，比较器U37A的输出端输出高电平固定，比较器U37A的输出端经过电阻R370与场效应管Q40的栅极连接，场效应管Q40的栅极与源极之间的电压较高，场效应管Q40导通，开关电路13中有电流流过，发光二极管D34处于常亮状态；

(3)当控制器2控制控制线悬空时，该开关电路13上电的瞬间，比较器U37A的同相输入端为高电平，比较器U37A的反向输入端为低电平，比较器U37A的输出端为高电平，此时，方波发生电路11工作对电容C17充电，比较器U37A的反向输入端的电压随着电容C17的充电电压升高而升高，直至比较器U37A的反向输入端的电压大于比较器U37A的同相输入端的电压时，比较器U37A的输出端输出低电平，电容C17开始放电，放电直至比较器U37A的反向输入端的电压小于比较器U37A的同相输入端的电压后，电容C17又开始充电，如此电容C17反复进行充电、放电，比较器U37A的输出端通过电容C17的反复充放电转换而形成一震荡电路，输出电压呈矩形波状态，然后该矩形波输入波形调整电路12进行调整，波形调整电路12中电阻R370及电容C39组成积分电路，使矩形波的上升及下降变得缓慢，从而将矩形波调整成了三角波，该三角波通过开关电路13控制发光二极管D34的工作。如图3所示的波形调整电路输出的三角波信号波形可知，波形调整电路12输出的电压波形呈三角波状态，因而输入开关电路13的电压信号是不断变化的，即场效应管Q40的栅极与源极之间的电压不断变化，场效应管Q40会不断切换开关状态，具体地，当输入开关电路13的电压处于三角波顶端时，场效应管Q40导通，发光二极管D34发亮，当输入开关电路13的电压从三角波顶端慢慢往下降至三角波底端时，场效应管Q40从导通状态慢慢变成截止状态，发光二极管D34从亮慢慢变暗直至灭掉，如此反复，即发光二极管D34不断闪烁，从而产生呼吸灯效果。

另外，在其他一些优选的实施例中，如图4所示，开光管可通过三极管Q15实现，呼吸灯通过发光二极管D34实现。具体地，开关电路13还包括有呼吸灯电源VCC3、电阻R114及电阻R373，发光二极管D34的正极通过电阻R114与呼吸灯电源VCC3连接，发光二极管D34的负极与三极管Q15的发射极连接，三极管Q15的基极与波形调整电路12的输出侧连接，三极管Q15的基极还通过电阻R373接地，三极管Q15的集电极接地。其中，电阻R114起限流作用，用于避免发光二极管D34因电流过大而烧坏。在本实施例中，三极管Q15采用PNP三极管实现，该三极管的型号为SS8550，电源VCC3为3.3V，电阻R114为1kΩ，电阻R373为3MΩ。当然，在其他一些优选的实施例中，三极管Q15还可以NPN三极管实现，其具体连接电路根据NPN三极管的开关特性对应设计即可。

图4所示的实施例的电路工作方式与图2所提供的实施例的电路工作方式基本相似，其不同点在于，此实施例利用三极管Q15代替场效应管Q40来实现开关管的作用。实际工作时，当控制器2通过控制线向方波发生电路11输出高电平时，电容C17两端的电压固定，电容C17无法进行充放电，比较器U37A的输出端输出的低电平固定，比较器U37A的输出端经过电阻R370与三极管Q15的基极连接，三极管Q15基极为低电平，三极管Q15导通，开关电路13中有电流流过，发光二极管D34处于常亮状态；当控制器2通过控制线向方波发生电路11输出低电平时，电容C17两端的电压固定，电容C17无法实现充放电效果，比较器U37A的输出端输出的高电平固定，比较器U37A的输出端经过电阻R370与三极管Q15的基极连接，三极管Q15基极为高电平，三极管Q15截止，开关电路13中无电流流过，发光二极管D34处于常灭状态；当控制器2控制控制线悬空时，电容C17反复充电、放电而形成电压矩形波，矩形波经波形调整电路12调整为三角波，三极管Q15的基极电压不断变化，当输入开关电路13的电压处于三角波顶端时，三极管Q15截止，发光二极管D34灭掉，当输入开关电路13的电压从三角波顶端慢慢往下降至三角波底端时，场效应管Q40从截止慢慢变成接通状态，发光二极管D34从灭慢慢变亮，如此反复，即发光二极管D34不断闪烁，从而产生呼吸灯效果。

本发明提出的开关电路13中，控制器2与方波发生电路11仅通过一条控制线连接，控制器2向方波发生电路11输入不同的电平信号，方波发生电路11根据电平信号对应输出变化的方波信号，再经过波形调整电路12调整成三角波信号后输入开关电路13，通过控制开关电路13中的开光管通断来控制呼吸灯呈现常亮、常灭或呼吸灯三种不同的效果变化，本发明与现有呼吸灯控制电路相比，具有控制线少的优点，有利于节约控制器2的IO口资源，同时使得呼吸灯控制程序设计也更加简单，满足需求。

本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括如上所述的呼吸灯控制电路，该呼吸灯控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此，至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，该电子设备可以是POS机、手机或电脑等电子器件。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种呼吸灯控制电路，其特征在于，所述呼吸灯控制电路包括有一方波发生电路、一波形调整电路及一开关电路，

所述方波发生电路与控制器的一IO口连接，其受控于所述IO口的电平信号而输出变化的方波信号，所述方波发生电路包括有比较器U37A、电阻R408、电阻R410及电容C17，比较器U37A的同相输入端与基准电压VCC1连接，比较器U37A的输出端依次通过电阻R408与电容C17串联接地，电容C17连接电阻R408的一端还与比较器U37A的反相输入端连接，电阻R410并联于电容C17的两端，比较器U37A的输出端与所述波形调整电路连接，所述控制器的IO口连接到电容C17与电阻R408之间；

所述波形调整电路与所述方波发生电路的输出侧连接，用于调整来自于所述方波发生电路的方波信号而输出三角波信号；

所述开关电路与所述波形调整电路的输出侧连接，由三角波信号控制其通断从而控制与之连接的呼吸灯的工作。

2.如权利要求1所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，所述比较器U37A的同相输入端与基准电压VCC1之间还接入有一分压电路及电阻R371，所述基准电压VCC1通过分压电路、电阻R371与所述比较器U37A的同相输入端连接，且所述比较器U37A的输出端通过电阻R355而连接于所述比较器U371A的同相输入端。

3.如权利要求1所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，所述波形调整电路为一积分电路。

4.如权利要求3所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，所述积分电路包括有电阻R370及电容C39，电阻R370的一端与所述方波发生电路连接，另一端通过电容C39接地且该端与所述开关电路连接。

5.根据权利要求1所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，所述开关电路包括有一开关管，所述开关管与所述波形调整电路连接，其受所述波形调整电路输出的三角波信号的控制而通断。

6.根据权利要求5所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，所述开关管为场效应管Q40，所述开关电路还包括有呼吸灯电源VCC3、电阻R114及电阻R373，所述呼吸灯的正极通过电阻R114与电源VCC3连接，所述呼吸灯的负极与所述场效应管Q40的漏极连接，所述场效应管Q40的栅极与所述波形调整电路连接，所述场效应管Q40的栅极还通过电阻R373接地，场效应管Q40的源极接地。

7.根据权利要求5所述的呼吸灯控制电路，其特征在于，所述开关管为三极管Q15，所述开关电路还包括有呼吸灯电源VCC3、电阻R114及电阻R373，所述呼吸灯的正极通过电阻R114与所述呼吸灯电源VCC3连接，所述呼吸灯的负极与所述三极管Q15的发射极连接，所述三极管Q15的基极与所述波形调整电路连接，所述三极管Q15的基极还通过所述电阻R373接地，所述三极管Q15的集电极接地。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-7任意一项所述的呼吸灯控制电路。

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