将电容式感应与LED照明相结合——第二章
品慧电子讯我们在第一部分中通过实际使用案例介绍了电容式感应型UI应用中所采用的不同LED照明技术。下面我们将了解一下实现脉冲宽度调制（PWM，面向LED控制应用的关键技术）的各种不同方法。
PWM有两大属性：
频率：用PWM信号快速开关LED，由于开关频率会产生LED闪烁，因此PWM频率应大于100 Hz，确保人眼不会感觉到闪烁。
占空比：PWM通过改变占空比、保持负载电流恒 定以控制LED的亮度。LED的平均电流取决于占空比。平均电流会随占空比的提升而升高，进而提高亮度。占空比在0%和100%之间的步长数量应满足应用 中需要调节的不同亮度级数量要求。举例来说，如果应用在完全关闭（0%）到完全开启（100%）之间需要20个亮度级，那么就应支持5%的步长（除完全关 闭之外包含20个步长）。
用微控制器实现PWM有两种方法。我们可用简单的定时器/计数器在固件中实现整个PWM逻辑，也可以选择集成硬件PWM功能的高级控制器来实现。
基于固件的PWM实现方案
简单的固件实现方案需要定时器和中断服务子程序（ISR）。定时器在与占空比每个步长大小的相同时间内创造中断。举例来说，如果PWM周期为 10ms（100Hz）而步长大小为1ms（10%的占空比），那么定时器就要每1ms对CPU发出中断，即：定时器周期 = 脉冲宽度/步长大小。
图1给出了ISR中的逻辑。PULSE_WIDTH和ON_TIME 代表PWM步长数量的脉冲宽度和开启时间。举例来说，PULSE_WIDTH = 5即满足5个亮度级的要求，而ON_TIME = 2则满足40%的占空比要求。ISR变量isrVar控制输出何时切换开/关。该逻辑可方便地进行扩展，从而支持多个LED引脚，而每个LED都有不同的 占空比。
图1：固件PWM ISR逻辑
基于硬件的PWM实现方案高级控制器有驱动PWM的专用硬件块。举例来说，赛普拉斯的PSoC4 有一个TCPWM硬件块，能实现基于硬件的PWM驱动。通常说来，我们用带有比较功能的定时器来实现它，逻辑类似于上面讨论的固件逻辑。定时器将采用比较 寄存器和周期寄存器。周期寄存器载入的值等于脉冲宽度，而比较寄存器载入的值等于开启时间。只要比较值大于tick值，定时器输出就会走高，反之就会走 低。此外，tick值达到最大（16位定时器为65535）时，会自动回滚为零。当输出布线到端口引脚，从而能用硬件块直接驱动LED。
表1总结了基于固件和基于硬件的PWM实现方案之间的差别。
表1：基于固件和基于硬件的PWM实现方案
