LED控制原理

LED背光灯的PWM（脉冲宽度调制）控制亮暗原理是通过调节电信号脉冲的‌占空比‌（高电平时间占整个周期的比例）来改变平均电流，从而控制亮度。
一、核心原理：占空比调节亮度
‌1.占空比与平均电流‌
PWM信号以固定频率（通常≥200Hz）在高电平（导通）和低电平（关断）间切换：
‌占空比=100%‌：LED持续导通，亮度最高‌；
‌占空比=50%‌：一半时间导通，平均电流减半，亮度中等‌；
‌占空比=0%‌：LED完全熄灭‌。
亮度公式：平均电流 = 峰值电流 × 占空比‌。

‌2.频率选择‌
PWM频率需‌高于200Hz‌（常用1-20kHz），避免人眼察觉闪烁（利用视觉暂留效应）‌。频率过低会导致可见频闪，过高则增加电路功耗‌。

二、硬件实现

‌1.控制原理说明
LED供电：
MCU控制的IO输出5V的电压，此时NPN的基极导通，集电极和发射极之间形成通路。注意会有0.7V左右的导通压降。
PNP的基极此时与地等电势位，发射极和基极存在压差，发射极与集电极导通，LED接收到11.3V左右电压。
LED暂停供电：
MCU控制的IO输出0V的电压，此时NPN的基极截止，集电极和发射极之间形成断路。
PNP的基极此时等于浮空，发射极和基极不存在压差，发射极与集电极截止，LED接收到0V左右电压。

下面是50%占空比时NPN的集电极也就是PNP的基极处波形图

三、项目问题说明
此IO使用的是FTM的通道输出PWM，但是FTM所有通道共基频，无法使用FTM输出PWM波形。
项目上使用4M的频率，改变占空比时LED无法改变亮度。
下图是25%的占空比输入给NPN的基极波形

下图是NPN处理后的集电极波形

明显看到高频时可能因为电容充放电电压无明显的拉低，虽然此时PNP的发射极和基极因为存在压差可以点亮LED，但是LED亮度固定且不可改变。

三、软件实现
使用中断模拟IO的反转输出PWM波形：
100HZ对应的中断是100us，根据占空比调节计数。缺点：100us的中断能明显看到CPULOAD的增加。我们的数据是从0x38增加到0x48。
使用GPT计算时间反转IO输出PWM波形：
10ms的task中使用GPT反转IO去输出100HZ的PWM波形。