我想找到一种基于硬件的解决方案，使 LED 从数字引脚上消失。即不是打开/关闭，而是慢慢淡入（500ms）进入/退出全亮度。我无法想象一个小电容器需要半秒钟才能放电……理想情况下，它会采用一个不错的 DIP16 封装，这样我就可以获得一系列褪色的 LED。我的梦想组件存在吗？
通过数字输出淡化 LED 开/关的硬件解决方案
电器工程
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输出
2022-01-21 22:23:18
4个回答
通常的方法是使用PWM（脉冲宽度调制）
几乎任何现代微控制器都有一个可以为此目的设置的 PWM 外设。如果您不想使用微控制器，可以使用专用的 PWM IC 或定时器 IC，如无处不在的 555。
该过程很简单，脉冲频率设置得足够快，因此人眼无法检测到闪烁（通常高于 25Hz - 请参阅视觉持久性），开启时间与关闭时间从 100% 开启（全亮度）到 50% 开启50% 关闭（半亮度）到 0% 开启（关闭）
请注意，这可以很容易地用于阵列，您只需将 PWM 提供给所有 LED 驱动晶体管（确保基极电流足以用于双极，或使用 MOSFET . 设计选择取决于您驱动的 LED 类型、高/低电流）
检查“555 LED Fade”的网络，你应该得到很多结果。这是从这里随机挑选的一个（我没有检查过，所以我无法确认它是否正常工作）：
或者，如果时序的绝对精度不是那么重要，一个简单的选择是使用 RC 滤波器和晶体管开关。这样，电容就不必提供 LED 电流，只需提供基极电流。像这样的东西：
模拟：
任何通用 NPN 都应该这样做，您可以调整 R 和 C 值以适应。
通过添加运算放大器，该选项可以轻松扩展到电流镜阵列。只要晶体管都是相同类型的（使用的电源为+5V），该电路就应该表现良好：
模拟：
如果您有足够高的电源电压，LED 可以像这样串联（这里使用的电源是 +10V）：
模拟：
或者，如果您的电源电压较低，但想要串联驱动 LED，则有很多便宜的升压 IC，例如CAT4238。这部分可以使用 PWM 或变化的直流电压对 LED 进行调光（详细信息在数据表中）
您可以使用小电容 + 大电阻来产生良好的长充电特性 (t=RC)，然后将其馈入晶体管的基极并从那里驱动 LED。
这允许更大的电阻，因为通过 LED 的电流不受电阻大小的限制，然后您可以使用小电容。
有必要对晶体管进行偏置，以便将其用作放大器（如果它达到饱和，那么 LED 将保持亮起）。
如果您通过数字引脚使用某种处理器的输出，则可以更改固件中的亮度。当您更改引脚的占空比时，眼睛就像一个过滤器，将较短的导通时间感知为亮度变暗。
1 - 使用 PWM 引脚输出而不是数字 GPIO 引脚。通过更改一些寄存器，您可以更改 LED 的开启时间，从而更改亮度。
2 - 使用定时器（轮询或中断）来更改引脚的状态。
3 - 使用外部移位寄存器 IC 锁存 n 个 LED 的开/关时间。虽然这需要更多的编程工作，但它是可扩展的，并且使用的 GPIO 引脚比 (1) 和 (2) 少。