由于很多孩子傍晚在街道上騎腳踏車、滑板車和踩溜冰鞋，如果能夠采用某些發(fā)光信號來指示他們的存在，則不失為一種有益的安全措施。目前，閃光燈的最新進展是白色LED閃光燈。白光LED之所以出眾，是因為同白熾燈相比，具有比較高的亮度，以及比較長的電池使用壽命。由于白光LED需要大約3.5V的工作電壓，而且基本上是電流驅(qū)動型器件，因此，這種閃光燈不可能通過一兩節(jié)AA電池，或大多數(shù)便攜式設(shè)備上使用的廉價電池進行驅(qū)動。

目前，市面上的白光LED閃光燈通常采用幾個白光LED來提高閃光強度，不需要通過AAA電池、扭扣電池或其它專用的高電壓鋰電池提高能量。通過LED取代白熾燈，雖然我們能夠獲得非常高的能源利用率，但同普遍使用的AA電池相比，LED閃光燈用電池的單位MaH成本相當(dāng)高。

很多便攜式設(shè)備如MP3播放器和PDA的音響系統(tǒng)，均借助于各種商用IC，通過兩節(jié)電池供電系統(tǒng)為幾個串聯(lián)的白光LED供電。如美國國家半導(dǎo)體公司的LM2705就屬于這類升壓調(diào)節(jié)器，專門用以驅(qū)動三個串聯(lián)的白光LED。不幸地是，很多電子玩具專家認(rèn)為，LM2705采用小型SOT23-5封裝，很難安裝。其次，LM2705的價格居然高達(dá)2.50美元。另外，LM2705還沒有閃光功能，只適合用作手電筒。

使用ATTiny12L

如果使用ATTiny12-1PI，情況將大不一樣。ATTiny12-1PI是一套基于閃光燈應(yīng)用的微控制器，采用8個管腳的DIP封裝，批量單價僅1.8美元。通過編程，ATTiny12-1PI能夠獲得同該專用LM2705電源芯片一樣的升壓功能，其DIP封裝很容易焊接到PCB上。雖然它確實需要一個外部NPN晶體管開關(guān)器件，該NPN器件已經(jīng)包含在LM2705里面，但是，ATTiny12-1PI MCU所需要的一些外部被動元件同LM2705所需要的被動元件是一樣的，這些元件隨手可得，在數(shù)量上并沒有什么增加。

使用MCU，可以很方便地增加各種閃光功能。在許多情況下，大家需要閃光燈的目的是通知汽車你的存在，因此只要能夠在幾秒內(nèi)發(fā)出一個銳利的閃光就足夠了。閃光模式的占空比低，可以進一步延長電池的使用壽命。如果你的孩子對技術(shù)感興趣，在將成品交給他之前，你還可以向他演示該閃光燈的安裝過程!

TinyFlashLED電路采用兩節(jié)AA電池，通過電源開關(guān)S1向TINY12V供電。Tiny12V的PB2端口通過可變占空比的信號，驅(qū)動NPN晶體管Q1的基極。當(dāng)基極信號為高電平時，晶體管導(dǎo)通，并通過電感器L1將電池電壓轉(zhuǎn)接到地。當(dāng)基極信號為低電平時，晶體管關(guān)閉，存儲在L1中的電流被釋放。該能量與電池電壓一起，通過二極管D2連接到輸出存儲電容器C2上。存儲在電感器L1上的電壓與電池電壓之和可以達(dá)到10.5V(13mA)，足以驅(qū)動3個串聯(lián)白光LED的發(fā)光要求。L1的電感值為100μH，并在大約10μs秒鐘達(dá)到平衡，因此Tiny12V的PB2端口能夠提供固定長度為10μs的高電平信號，具體將在后面介紹。

由于L1的充電時間特別短，容量為4μF的MLCC多層陶瓷電容器C1與電池并聯(lián)，以提供短暫的“升壓”。由于肖特基（Schottky）二極管的前向電壓降很小，二極管D1應(yīng)該選用肖特基二極管，因為畢竟我們正在嘗試獲得更高效率的方法。

與所有LED一樣，白光LED也是電流驅(qū)動型器件。那就是說，它們具有特定的最大電流值，而不是一個準(zhǔn)確的工作電壓。工作過程中，在正向電壓達(dá)到大約3.5V之前，該白光LED一直處于關(guān)閉狀態(tài)。隨后，只要電壓值稍微超過該電壓點，流經(jīng)它的電流就快速升高；當(dāng)電流超過規(guī)定的最大絕對值時，該LED就會燒毀。

該升壓調(diào)整器必須檢測流經(jīng)該LED的電流，并依此進行自身調(diào)整。具體方法是，讓LED上的電流流經(jīng)一個電阻值為33歐姆的電阻器R3。本設(shè)計中，LED的工作電流為13mA，施加于R3的電壓為0.43V。該電壓被傳送到Tiny12V的PB0端口，PB0則是Tiny12V的板上模擬比較器的非反向（noninverting）輸入端口。該模擬比較器(PB1)的反向（inverting）輸入管腳連接一個由R1和D1組成的“poor-mans”叁考電壓源，其中，D1為普通硅二極管，其正向電壓降為0.45V。PB3用作取樣開關(guān)S2的輸入端口(上拉電阻很小)，而S2為閃光模態(tài)開關(guān)。

按照有關(guān)宣傳資料，在此類電路中，LM2705的效率高達(dá)80-85%。但是在實際中，本電路所能夠獲得的效率很一般(接近75%)。因此，筆者不得不改用Zetex ZTX618低Vce-sat脈沖晶體管，這也為設(shè)計引入了另外一種電壓降。

固件

采用匯編語言編寫ATTiny固件。在Port B初始化后，接下來安裝定時器（Timer），采用內(nèi)部時鐘/1024作為時鐘源。這就提供了一個速率為0.25s的定時溢值（Timer overflow）信號。該定時器只在閃光模態(tài)下才用得著，以產(chǎn)生LED脈沖寬度和閃光周期時間信號。

緊隨標(biāo)簽LedLight的編碼用以控制升壓調(diào)整器本身。如果LED的電流低於設(shè)定點（setpoint），也就是說VR3<0.45V，端口B2就設(shè)置成高電平，使Q1導(dǎo)通。隨后，Q1將以固定的間隔導(dǎo)通10μs，這已經(jīng)足以使L1進入飽和狀態(tài)。此后，Q3將截止大約10μs時間，允許L1將自身的能量釋放出來，為輸出存儲電容器C2充電。如果LED吸收了足夠的電流，環(huán)路仍將運行，但是Q1的基極驅(qū)動信號將保持為低電平，從而將電流限定在設(shè)定點附近。

上述環(huán)路將使LED點亮大約0.25s，然后返回到編碼呼叫狀態(tài)。在連續(xù)模式下，環(huán)路將不斷地被呼叫。在閃光模態(tài)中，環(huán)路只在每10個定時溢值周期(大約為2.5s)的時間間隔才呼叫一次。如此間隔使我無法為ATTiny12編寫詳細(xì)的程序。

本文中，我所寫的程序是在電腦并口上連接一個簡單的編程電纜實現(xiàn)的。其實，這種方法很簡單，你完全可以自己動手。AVR編輯器可以從網(wǎng)上找到，而且Atmel自己的ATAVRISP編輯器還不到30美元。另外，在Atmel網(wǎng)站上，AVR匯編器和Studio4 IDE是完全免費的。

性能和結(jié)論

在連續(xù)模式下，電路環(huán)路從新電池那里吸收大約60mA的電流。雖然ATTiny12V-1的標(biāo)稱工作電壓低至1.8V，但實際上，當(dāng)電池電壓下降到2.5V以下時，LED就開始變暗。經(jīng)過推測，1.1V的線路電壓實際上對應(yīng)于1.25V的端接電壓，如果采用高質(zhì)量電池，看起來好像可以獲得25小時的連續(xù)使用時間。同比較昂貴的AAA電池10小時的預(yù)期使用時間相比，你就明白使用AA電池的道理了，更不用說微型扭扣電池的高成本了。

翻譯自ATMEL Applications Journal：Building a TinyFlashLED。進一步信息，請訪問http://www.atmelonline.com/magazine/pdf/v_5/v_5_pg_41-43.pdf。