我在看我已經(jīng)使用了幾年的 Brother 噴墨打印機(jī)時，注意到它的軟開/關(guān)開關(guān)正上方有一個不起眼的綠色 LED。這個 LED 有一個有趣的占空比：它關(guān)閉大約三秒鐘，然后在大約一秒鐘內(nèi)逐漸增加到最大強(qiáng)度，同樣在大約一秒鐘內(nèi)衰減回完全關(guān)閉，然后隨著循環(huán)再次開始而變暗). 只要打印機(jī)名義上打開并準(zhǔn)備就緒，它就會重復(fù)此循環(huán)，無論它是在打印還是處于靜止模式。

這臺 Brother 打印機(jī)上幾乎看不見的綠色 LED(在箭頭處)會緩慢地亮起和熄滅，以指示設(shè)備即使在待機(jī)狀態(tài)下也已準(zhǔn)備就緒。綠色 LED 的上升/下降時序周期平滑而緩慢，總周期為 5 秒。

據(jù)我所知，這個 LED 的作用是指示“我正在等待打印”。我懷疑使用向上/向下發(fā)光的慢速斜坡而不是硬開/關(guān)閃爍，所以它不會尖叫來吸引你的注意力;這只是一種“保證”類型的信號。

這個指示燈 LED 動作的緩慢上升/下降斜坡動作讓我想知道一個基本的模擬電路問題：打印機(jī)如何控制 LED?由于我無法訪問原理圖或代碼，因此我只能推測可能的實(shí)現(xiàn)方式。請記住，這是一種非關(guān)鍵性能情況，因?yàn)?LED 的強(qiáng)度及其時間可能會發(fā)生 10% 甚至 20% 的變化，但這仍然沒問題。

幾分鐘之內(nèi)，我想到了幾種可能性：

1. 驅(qū)動 LED 的最簡單方法是通過限流電阻從電壓源獲取。它不優(yōu)雅，不省電，但便宜且有效。軟件控制的電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 可以提供所需的電壓，一小段代碼可以調(diào)整 DAC 輸出以實(shí)現(xiàn)斜坡周期和定時?？紤]到電阻器和 LED 的小尺寸以及這是一個線路供電單元，適度的低效率在這里不會成為問題。通過限流電阻器從受控電壓源驅(qū)動 LED 不優(yōu)雅但有效。

1. 技術(shù)上更“合適”的方法是使用 DAC 控制的電流源來驅(qū)動 LED，同樣使用一些代碼來管理 DAC。

1. 另一種方法可能是使用系統(tǒng)處理器的數(shù)字輸出 (GPIO) 位通過二極管將一些電荷脈沖輸入小電容器以斜升 LED，然后讓電容器放電以通過電阻器為 LED 提供電流。圖 5是一個過于簡化的電路，如果 GPIO 位控制一個晶體管來打開和關(guān)閉來自系統(tǒng)軌的電流，它可能會工作得更好。通過為所需的斜升/下降速率調(diào)整電阻器和電容器的時間常數(shù)以及 GPIO 脈沖持續(xù)時間和重復(fù)率的適當(dāng)時序，可以實(shí)現(xiàn)所需的 LED 動作。

1. 最后，實(shí)現(xiàn)處理器控制的脈寬調(diào)制 (PWM) 的 GPIO 端口可以通過限流電阻驅(qū)動 LED。通過控制脈沖寬度和間隔，用戶眼睛的視覺整合將產(chǎn)生所需的感知強(qiáng)度。

打印機(jī)是否使用這些方案之一?再一次，我不知道也不能知道。但在進(jìn)一步思考這個問題之后，我意識到提出這個“你會怎么做?”的問題。要求潛在的入門級新員工擔(dān)任類似設(shè)計的角色是合理的。這實(shí)際上是一個“思想”問題，而不是一個確定的問題。

更好的是，后續(xù)問題可能是“每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?” 通過這種方式，即使是只有一點(diǎn)電路經(jīng)驗(yàn)的潛在客戶也至少可以清晰地掌握基本的設(shè)計問題和相關(guān)的權(quán)衡;畢竟，這就是現(xiàn)實(shí)世界中許多工程設(shè)計的真正意義所在。

您認(rèn)為慢速 LED 電路有哪些選擇?在面試與基本電路相關(guān)的初級設(shè)計職位的人時，您是否使用過類似的問題?