使用STM8的可編程警用LED閃光燈

STM8S001J3 是一款 8 位微控制器，提供 8 KB 閃存程序存儲器以及集成的真實數據 EEPROM。它被稱為 STM8S 微控制器系列中的低密度器件。該 MCU 采用小型 SO8N 封裝。在本文中，我們將構建一個可用于車輛、摩托車和自行車的可編程警用 LED 閃光燈設備。

電路分析

圖 1 顯示了該裝置的示意圖。該電路的核心是一個 STM8S001 微控制器。

圖1：可編程警用LED閃光燈示意圖

讓我們從電源單元開始分析。C2 和 C3 用于降低輸入電壓噪聲。然后將電壓處理到 78M09 ［1］（REG1）穩壓器。它用于將電壓穩定在 9 V。C4 和 C6 用于降低穩壓器的輸出噪聲。

REG1 的輸出被處理到一階 RC 濾波器（R28 和 C5）。它有助于進一步降低噪音，因為該設備可能會在車輛等嘈雜的環境中持續使用。檢查此過濾器（或其他過濾器類型）行為的最佳方法是執行實際測量。SDS1104X-E 示波器引入了一個很好的波特圖功能，可以執行這種有用的計算。

REG2 ［2］用于將 9 V 轉換為 5 V 為 STM8s001 MCU ［3］（IC1）供電。C7是IC1的輔助濾波電容。

IC1 MCU 使用單條 SWIM 線進行編程。它代表單線接口模塊。它是 MCU 和編程器/調試器之間的高速鏈接。該引腳必須連接到編程器/調試器的 SWIM 引腳。接地引腳也必須連接。這樣就完成了連接（P2）。

IC2 和 IC3 是邏輯 N 通道 SMD MOSFET ［4］，用于打開/關閉 LED。兩個 MOSFET 的柵極引腳已使用 4.7K 電阻器拉低以避免不必要的觸發（R13、R14）。SW1 是一個觸覺按鈕，用于在閃光燈程序之間切換。R27 是一個上拉電阻，C8 降低了可能的按鈕去抖噪聲。

R1 至 R26 電阻器用于限制 LED 的電流。在每個部分中，我將三個串聯的 LED 連接到 +9-V 電源軌（圖 2）。LED 的特性因制造商而異。因此，我們不能為所有情況分配一個固定的限流串聯電阻。5mm LED 的最大容許電流約為 25 mA。因此，可以將電流限制在大約 15 mA（略高于一半）的電阻值看起來就足夠了，不會影響 LED 的壽命，也不會顯著降低 LED 亮度。

您可以從 100 Ω電阻器開始并增加它并同時監控電流。就我而言，我使用 180 Ω電阻讀取 15 mA。

圖 2：尋找串聯 LED 的最佳電阻值

PCB布局

圖 3 顯示了閃光燈的 PCB 布局（最新版本）。它是單層PCB板。除 LED 外，所有組件均為 SMD 并焊接在銅面上。

在這個原理圖和 PCB 的設計過程中，我使用了幾個來自 SamacSys 的預制庫。IC1 ［5］、IC2 ［6］、IC3 ［7］、REG1 ［8］和 REG2 ［9］使用 SamacSys 庫及其 Altium Designer 插件［10］安裝（圖 4）。它節省了我很多設計時間。當我從頭開始設計庫時，我總是會犯錯誤，這會毀了我的一天和 PCB 原型。這些庫是免費的，更重要的是，它們遵循 IPC 足跡標準。

圖 3：警用閃光燈電路的 PCB 布局（最新版本）

圖 4：SamacSys Altium 插件中的選定組件

圖 5 和圖 6 顯示了 PCB 板最終版本的 3D 視圖。

圖 5：PCB 板頂部的 3D 視圖（最新版本）

圖 6：PCB 板底部的 3D 視圖（最新版本）

圖 7 顯示了第一個經過測試的 PCB 原型的圖像。我在 PCBWay 上訂購了它，我以相同的價格得到了五塊板。如您所見，構建質量很好。

在上一個版本中，我修改了一些組件封裝（除 LED 外都是 SMD）并將電源線移到底部。您將直接在 PCB 板上焊接 12 V 電源線。

圖 7：閃光板的第一個原型

軟件

STM8 MCU 是不錯的芯片，但 STM8CubeMX 仍然不完全支持它們。這意味著該軟件還沒有為STM8s生成代碼。但是，您可以使用 ST Visual Develop （STVP）作為編譯器和為 STM8s （STSW）預先編寫的庫。圖 8 顯示了 STVP IDE。您還需要安裝 COSMIC STM8 以供 STVP 用作編譯器。