專利名稱：一種呼吸燈電路及具有所述電路的手機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于燈控電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種可以控制LED燈按照 某一特定頻率漸亮漸滅的呼吸燈電路以及采用所述呼吸燈電路設(shè)計(jì)的手機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著電子通訊技術(shù)的快速發(fā)展，在許多電子產(chǎn)品上都采用了炫彩的呼吸燈電路， 它能夠使LED燈以類似于人的呼吸節(jié)奏的頻率漸漸點(diǎn)亮和漸漸熄滅。在手機(jī)上，使用不同 顏色或不同節(jié)奏的LED燈光來(lái)提示電話、短信、郵件或充電狀態(tài)已經(jīng)越來(lái)越普及?，F(xiàn)有的呼吸燈電路主要采用以下兩種設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn) (1)采用分立電子元器件搭建實(shí)現(xiàn)這種方案中常見的有兩種實(shí)現(xiàn)方式第一種是使用MCU+LED的方式，即將幾顆LED 燈連接在MCU(—顆功能最簡(jiǎn)單的單片機(jī)即可)的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出接口上，組成一個(gè)最小系 統(tǒng)，通過(guò)在單片機(jī)中編寫軟件代碼(如PWM編碼)即可實(shí)現(xiàn)LED的呼吸燈效果。這種實(shí)現(xiàn) 方式由于需要使用單片機(jī)，因此電路成本相對(duì)較高。第二種是采用簡(jiǎn)單的電阻、電容、三極管和運(yùn)算放大器(或555定時(shí)器)構(gòu)成的呼 吸燈電路，如圖1和圖2所示。圖1電路中使用的是兩個(gè)運(yùn)算放大器LM358構(gòu)成自激振蕩 器，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R6和電容Cl的大小，可以調(diào)節(jié)LED燈的呼吸頻率和亮度漸變的快慢。圖 2電路中使用的是一個(gè)555定時(shí)器構(gòu)成自激振蕩器，從而實(shí)現(xiàn)呼吸燈效果。可以看出除去 基本的元器件，運(yùn)算放大器和555定時(shí)器的成本都相對(duì)較高，從而導(dǎo)致整個(gè)呼吸燈電路的 硬件成本較高。(2)采用專用呼吸燈芯片實(shí)現(xiàn)隨著呼吸燈和跑馬燈電路在消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)上的持續(xù)走俏，許多芯片廠商相 繼推出了專用的呼吸燈電路芯片。這種芯片一般功能強(qiáng)大，不占用系統(tǒng)過(guò)多的GPIO接口資 源，而是使用串口(比如I2C接口)對(duì)電路進(jìn)行控制，呼吸燈的顯示效果也多種多樣。例如， 上海艾為電子有限公司近期推出了一款與觸摸屏驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的呼吸燈芯片AW2246，該芯片 采用32步分階線性調(diào)光，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的呼吸燈效果；美國(guó)的ADI公司也推出了一款性能 強(qiáng)大的呼吸燈芯片ADP8861，該芯片最高采用128步分階線性調(diào)光，甚至可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的波 浪形效果。與功能成正比的是這些產(chǎn)品的成本，以ADP8861芯片為例，市場(chǎng)報(bào)價(jià)大約在5 6美金之間，這對(duì)于價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)激烈的手機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，顯然是不適合推廣應(yīng) 用的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有的呼吸燈電路由于需要使用較復(fù)雜的分立元器件或者 專用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)呼吸燈功能所導(dǎo)致的硬件成本高、占用PCB面積大的問(wèn)題，提供了一種低 成本的呼吸燈電路，整個(gè)電路只需使用較少的慣用元器件即可搭建完成，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成 本極低，有效節(jié)約了 PCB面積。[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種呼吸燈電路，包括主芯片和指示燈，所述主芯片的控制信號(hào)輸出端通過(guò)低通濾波電路連接達(dá)林頓管的基極，所述達(dá)林頓管的集電極和發(fā)射極連接在指示燈的供電回路 之間，對(duì)流過(guò)指示燈的電流大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。進(jìn)一步的，所述達(dá)林頓管是由兩個(gè)NPN型三極管或者一個(gè)NPN型三極管和一個(gè)PNP 型三極管級(jí)聯(lián)而成的N型復(fù)合管，所述指示燈連接在供電電源與達(dá)林頓管的集電極之間， 所述達(dá)林頓管的發(fā)射極接地。為了限制流過(guò)指示燈的最大電流值，實(shí)現(xiàn)對(duì)指示燈的保護(hù)，將所述達(dá)林頓管的發(fā) 射極通過(guò)限流電阻接地。當(dāng)然，所述的達(dá)林頓管也可以采用由兩個(gè)PNP型三極管或者一個(gè)PNP型三極管和 一個(gè)NPN型三極管級(jí)聯(lián)而成的P型復(fù)合管，所述指示燈連接在供電電源與達(dá)林頓管的發(fā)射 極之間，所述達(dá)林頓管的集電極接地。進(jìn)一步的，所述達(dá)林頓管的集電極通過(guò)限流電阻接地。又進(jìn)一步的，在所述低通濾波電路中包含有一個(gè)電阻和一個(gè)電容，所述電阻連接 在主芯片的控制信號(hào)輸出端與達(dá)林頓管的基極之間，電容連接在達(dá)林頓管的基極與地之 間。再進(jìn)一步的，所述指示燈為L(zhǎng)ED燈，其陽(yáng)極連接供電電源，陰極通過(guò)所述的達(dá)林頓
管接地。為了實(shí)現(xiàn)直亮效果，可以將所述LED燈的陰極與主芯片的鍵盤背光驅(qū)動(dòng)接口相連接。更進(jìn)一步的，針對(duì)R、G、B三色LED燈，本實(shí)用新型設(shè)置三組所述的低通濾波電路和 達(dá)林頓管，一一對(duì)應(yīng)地連接在主芯片的三個(gè)控制信號(hào)輸出端與R、G、B三色LED燈之間，通過(guò) 主芯片輸出的三路方波電壓，分別對(duì)三種顏色的LED燈的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)漸亮漸 滅的呼吸效果。基于上述呼吸燈電路結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型又提供了一種采用所述呼吸燈電路設(shè)計(jì)的 手機(jī)，通過(guò)在手機(jī)主芯片與手機(jī)指示燈之間連接由低通濾波電路和達(dá)林頓管組成的控制電 路，進(jìn)而將手機(jī)主芯片輸出的方波電壓轉(zhuǎn)化為緩慢變化的充放電電壓，并由此達(dá)到對(duì)流過(guò) 指示燈的電流進(jìn)行緩慢調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)目的，從而實(shí)現(xiàn)了指示燈的呼吸效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型采用少數(shù)幾個(gè)極 為常用的分立元器件搭建呼吸燈電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，占用電路板空間少，適合應(yīng)用 在對(duì)呼吸效果要求不高的場(chǎng)合。將其應(yīng)用于手機(jī)等價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)激烈的消費(fèi)類電子產(chǎn)品 中，可以有效降低產(chǎn)品的硬件成本。結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn) 將變得更加清楚。

圖1是傳統(tǒng)采用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的呼吸燈電路的原理圖；圖2是傳統(tǒng)采用555定時(shí)器設(shè)計(jì)的呼吸燈電路的原理圖；圖3是本實(shí)用新型所提出的呼吸燈電路的一種實(shí)施例的電路原理圖；[0026]圖4是為實(shí)現(xiàn)幾種不同的呼吸燈效果主芯片所輸出的方波時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)地描述。在設(shè)計(jì)呼吸燈電路時(shí)，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題主要有兩個(gè)一是如何控制流過(guò) 指示燈的電流值逐漸變化且變化時(shí)間足夠長(zhǎng)；二是如何將流過(guò)指示燈的電流值控制在其額 定工作電流值的范圍內(nèi)。為了解決第一個(gè)問(wèn)題，本實(shí)用新型在主芯片的控制信號(hào)輸出端連 接了一個(gè)低通濾波電路，將主芯片輸出的方波脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為緩慢變 化的充放電電壓。為 了降低成本，所述的低通濾波電路可以簡(jiǎn)單的采用一個(gè)電阻和一個(gè)電容組建實(shí)現(xiàn)，通過(guò)改 變電阻或者電容的參數(shù)值即可控制電壓漸變的時(shí)間。為了解決第二個(gè)問(wèn)題，本實(shí)用新型采 用兩個(gè)普通的雙極型三極管構(gòu)成一個(gè)復(fù)合管，即達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的三極管，將達(dá)林頓管的基極 連接在低通濾波電路的輸出端，集電極和發(fā)射極連接在指示燈的供電回路中，進(jìn)而利用兩 個(gè)三極管對(duì)基極電流的放大作用，彌補(bǔ)由于基極電阻過(guò)大導(dǎo)致的基極電流過(guò)小的問(wèn)題，從 而增大流過(guò)指示燈的電流，使指示燈的發(fā)光強(qiáng)度滿足要求。下面以手機(jī)為例，通過(guò)一個(gè)具體的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)闡述所述呼吸燈電路的具體組建
結(jié)構(gòu)及其工作原理。實(shí)施例一，參見圖3所示，本實(shí)施例的指示燈以手機(jī)中的R、G、B三基色LED燈為例 進(jìn)行說(shuō)明。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)每一種顏色LED燈的漸變控制，需要使用三組所述的低通濾波電路 和達(dá)林頓管構(gòu)建三個(gè)并列的呼吸燈電路，分別對(duì)應(yīng)連接在手機(jī)主芯片的3個(gè)控制信號(hào)輸出 端與LED燈的供電回路之間，進(jìn)而利用手機(jī)主芯片輸出的3路方波脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)三種顏 色LED燈的獨(dú)立控制。由于控制每一種顏色的LED燈產(chǎn)生呼吸效果的電路結(jié)構(gòu)相同，因此，本實(shí)施例僅 以藍(lán)色呼吸燈電路為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖3所示，本實(shí)施例采用手機(jī)主芯片的其中一路GPIO接口 GPIOl作為控制信號(hào) 輸出端，輸出控制藍(lán)色LED燈發(fā)光的方波脈沖信號(hào)。主芯片通過(guò)GPIOl接口輸出的方波脈 沖信號(hào)經(jīng)由電阻Rl和電容Cl組成的低通濾波電路轉(zhuǎn)換后，變?yōu)榫徛兓某浞烹婋妷海?出到達(dá)林頓管的基極。其中，所述電阻Rl連接在主芯片的GPIOl接口與達(dá)林頓管的基極之 間，電容Cl連接在達(dá)林頓管的基極與地之間。當(dāng)然，所述低通濾波電路也可以采用其它的 電路組建形式，本實(shí)施例并不僅限于以上舉例。為了實(shí)現(xiàn)肉眼可以分辨的漸變效果，RC網(wǎng)絡(luò)的充放電時(shí)間常數(shù)τ必須足夠大，由 于τ = R1X C1因此，電阻Rl的阻值往往很大(電容Cl的容值過(guò)大的話會(huì)增加成本)。如果采用 單個(gè)三極管對(duì)基極電流進(jìn)行放大，這將導(dǎo)致最大的集電極電流值也過(guò)小，從而使LED燈的 發(fā)光強(qiáng)度不夠。為了增大此電流值，并實(shí)現(xiàn)對(duì)更多LED燈的驅(qū)動(dòng)，本實(shí)施例使用兩個(gè)三極管 組成一個(gè)達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的復(fù)合管，從而增大了電流放大倍數(shù)，保證了 LED燈的發(fā)光強(qiáng)度。在本實(shí)施例中，所述達(dá)林頓管可以采用由兩個(gè)NPN型三極管或者一個(gè)NPN型三極 管和一個(gè)PNP型三極管級(jí)聯(lián)而成的N型復(fù)合管，也可以采用由兩個(gè)PNP型三極管或者一個(gè) PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管級(jí)聯(lián)而成的P型復(fù)合管。若采用N型達(dá)林頓管，則需要將其集電極連接在LED燈的陰極，LED燈的陽(yáng)極連接供電電源VPH_PWR，發(fā)射極接地。為了限 制流過(guò)LED燈的電流，防止LED燈長(zhǎng)時(shí)間工作在大電流狀態(tài)導(dǎo)致其受損，本實(shí)施例在達(dá)林頓 管的發(fā)射極與地之間添加了一個(gè)限流電阻R2，從而使電路的性能有了明顯的改善。若采用 P型達(dá)林頓管，則需要將其發(fā)射極連接在LED燈的陰極，集電極接地或者進(jìn)一步通過(guò)限流電 阻R2接地。本實(shí)施例以采用兩個(gè)NPN型三極管Q1、Q2構(gòu)建的N型達(dá)林頓管為例進(jìn)行說(shuō)明。通 過(guò)低通濾波電路轉(zhuǎn)換輸出的緩慢變化的充放電電壓傳輸?shù)絅PN型三極管Ql的基極，基極電 壓的漸變導(dǎo)致基極電流隨輸入電壓緩慢變化，其基極最大電流值的計(jì)算公式如下 其中，V_為主芯片輸出的方波電壓；VBE1、VBE2分別為NPN型三極管Q1、Q2的BE結(jié) 電壓;Ri、R2表示電阻R1、R2的阻值。由三極管電流的放大關(guān)系得到集電極的電流值為Ic = hFE1XhFE2XIb其中，hFE1和hFE2分別表示NPN型三極管Ql、Q2的放大倍數(shù)。N型達(dá)林頓管的基極電流的漸變引起其集電極電流的漸變，從而使流過(guò)LED燈的 電流緩慢變化，再配合軟件對(duì)GPIOl接口的時(shí)序控制，即可實(shí)現(xiàn)呼吸燈的效果。同理，對(duì)于其它兩種顏色的LED燈可以采用主芯片的另外兩個(gè)GPIO接口 GPI02、 GPI03配合另外兩組低通濾波電路和達(dá)林頓管實(shí)現(xiàn)漸亮漸滅的呼吸效果。對(duì)于在手機(jī)系統(tǒng) 中同時(shí)設(shè)計(jì)有多組RGB彩色LED燈的電路來(lái)說(shuō)，如圖3所示，各組RGB彩色LED燈中的同一 種顏色的LED燈可以采用同一組低通濾波電路配合達(dá)林頓管進(jìn)行呼吸控制即可。在本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)計(jì)三個(gè)GPIO接口 GPI01、GPI02、GPI03的不同時(shí)序組合，可 以實(shí)現(xiàn)多種不同的呼吸效果。如圖4所示，為幾種常見的效果。依次讓三個(gè)GPIO接口進(jìn)行 高電平低電平的變化，可以實(shí)現(xiàn)三色燈按順序漸變；如果前一個(gè)GPIO接口由高電平向低電 平變化的同時(shí)，下一個(gè)GPIO接口由低電平變成高電平，那么就可以實(shí)現(xiàn)在前一顆LED燈漸 滅的同時(shí)后一顆LED燈漸亮的效果；如果總有兩顆LED燈同時(shí)變亮或者變滅，則可組合出除 紅、綠、藍(lán)之外的其它顏色。除了本實(shí)施例所提出的三種設(shè)計(jì)方案以外，經(jīng)過(guò)少量改動(dòng)，還可 以得到其它顯示效果。此外，為了實(shí)現(xiàn)呼吸效果與直亮效果的可選擇性，本實(shí)施例增加了兼容性設(shè)計(jì)。如 圖3所示，將藍(lán)色LED燈的陰極連接主芯片的鍵盤背光驅(qū)動(dòng)接口 KPD_DRV_N，或者通過(guò)限流 電阻R7連接主芯片的鍵盤背光驅(qū)動(dòng)接口 KPD_DRV_N。KPD_DRV_N接口是手機(jī)平臺(tái)里集成的 一種可控電流源，通過(guò)控制流經(jīng)這個(gè)電流源的電流大小，就可以控制與其相連的LED燈打 開或者關(guān)閉，并可以對(duì)LED燈的亮度進(jìn)行控制。由于這個(gè)電流源沒(méi)有任何延時(shí)控制電路，因 此通過(guò)它打開或是關(guān)閉LED燈所需的時(shí)間極短，也就是說(shuō)可以及時(shí)控制LED燈亮滅。由此， 通過(guò)簡(jiǎn)單地改變主芯片的運(yùn)行程序，既可以實(shí)現(xiàn)LED燈的漸亮漸滅的呼吸效果，也可以實(shí) 現(xiàn)直接點(diǎn)亮。在本實(shí)施例中，直接點(diǎn)亮的LED燈是一顆藍(lán)色燈，技術(shù)人員可以依據(jù)本實(shí)施例中 的設(shè)計(jì)理念，并對(duì)電路稍作改動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)其它顏色的單一燈或是其它顏色的多顆燈的直 接點(diǎn)亮。[0048]本實(shí)用新型通過(guò)低成本的電路結(jié)構(gòu)配合簡(jiǎn)單的軟件處理，實(shí)現(xiàn)了指示燈的呼吸效 果。軟件方面充分利用手機(jī)平臺(tái)上富余的GPIO 口，配合簡(jiǎn)單的軟件代碼，用于實(shí)現(xiàn)呼吸燈 頻率、點(diǎn)亮順序和點(diǎn)亮方式的控制。硬件方面只需使用電阻、電容和三極管即可搭建完成， 借助三極管的電流放大作用將漸變的基極電流放大為漸變的集電極電流，從而使得LED燈 表現(xiàn)出呼吸燈的效果，由于不再使用成本較高的運(yùn)算放大器或者555定時(shí)器構(gòu)成自激振蕩 器，因而大大降低了設(shè)計(jì)成本，可將其應(yīng)用于對(duì)呼吸效果要求不高的電子產(chǎn)品上。當(dāng)然，以上所述僅是本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是 ，對(duì)于本技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn) 飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種呼吸燈電路，包括主芯片和指示燈，其特征在于所述主芯片的控制信號(hào)輸出端通過(guò)低通濾波電路連接達(dá)林頓管的基極，所述達(dá)林頓管的集電極和發(fā)射極連接在指示燈的供電回路之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸燈電路，其特征在于所述達(dá)林頓管是由兩個(gè)NPN型三 極管或者一個(gè)NPN型三極管和一個(gè)PNP型三極管級(jí)聯(lián)而成的N型復(fù)合管，所述指示燈連接 在供電電源與達(dá)林頓管的集電極之間，所述達(dá)林頓管的發(fā)射極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸燈電路，其特征在于所述達(dá)林頓管的發(fā)射極通過(guò)限流 電阻接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸燈電路，其特征在于所述達(dá)林頓管是由兩個(gè)PNP型三 極管或者一個(gè)PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管級(jí)聯(lián)而成的P型復(fù)合管，所述指示燈連接 在供電電源與達(dá)林頓管的發(fā)射極之間，所述達(dá)林頓管的集電極接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的呼吸燈電路，其特征在于所述達(dá)林頓管的集電極通過(guò)限流 電阻接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸燈電路，其特征在于在所述低通濾波電路中包含有一 個(gè)電阻和一個(gè)電容，所述電阻連接在主芯片的控制信號(hào)輸出端與達(dá)林頓管的基極之間，電 容連接在達(dá)林頓管的基極與地之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的呼吸燈電路，其特征在于所述指示燈為L(zhǎng)ED 燈，其陽(yáng)極連接供電電源，陰極通過(guò)所述的達(dá)林頓管接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的呼吸燈電路，其特征在于所述LED燈的陰極與主芯片的鍵 盤背光驅(qū)動(dòng)接口相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的呼吸燈電路，其特征在于所述低通濾波電路和達(dá)林頓管包 含有三組，一一對(duì)應(yīng)地連接在主芯片的三個(gè)控制信號(hào)輸出端與R、G、B三色LED燈之間。
10.一種手機(jī)，其特征在于包含有如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的呼吸燈 電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種呼吸燈電路及具有所述電路的手機(jī)，包括主芯片和指示燈，所述主芯片的控制信號(hào)輸出端通過(guò)低通濾波電路連接達(dá)林頓管的基極，所述達(dá)林頓管的集電極和發(fā)射極連接在指示燈的供電回路之間，對(duì)流過(guò)指示燈的電流大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型采用少數(shù)幾個(gè)極為常用的分立元器件搭建呼吸燈電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，占用電路板空間少，適合應(yīng)用在對(duì)呼吸效果要求不高的場(chǎng)合。將其應(yīng)用于手機(jī)等價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)激烈的消費(fèi)類電子產(chǎn)品中，可以有效降低產(chǎn)品的硬件成本。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201639831SQ201020151020
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者王海盈, 趙輝 申請(qǐng)人:青島海信移動(dòng)通信技術(shù)股份有限公司