工作中经常要用到LED灯显示电路，比如怎样设计出来一个闪烁频率为2Hz的LED灯闪烁电路？

闪烁频率为2Hz，也就是说LED灯的闪烁周期为T=1/f=0.5s，也就是500ms，也就是说要求LED灯500ms闪烁一次，即平均秒闪烁两次。这个要求可实现的办法有很多，下面列举几种常用的例子供大家参考学习。

1 最经典的MCU实现

如果我们有处理器（如单片机、DSP、ARM、CPLD或FPGA等）的话，实现LED灯以2Hz的频率闪烁会变得非常简单。我们只需要使用处理器的一个I/O口来驱动一个三极管，进而控制LED的亮灭状态。程序员通过编写一个简单的程序，我们可以让这个I/O口每间隔250毫秒输出一个高电平，然后接下来的250毫秒输出一个低电平。这样，总体上的闪烁周期就是500毫秒，也就是我们所要的2Hz的闪烁频率。

I/O口的输出信号呈现一种特定的波形：它实际上是一个频率为2Hz的方波信号。

下面是用NPN型三极管来控制LED灯的亮灭是一种常见的电路设计方法。在这个电路中，当I/O输出高电平，三极管的基极接收到高电平时，它会导通，从而使得LED灯亮起；而当I/O输出低电平，基极接收到低电平时，三极管会截止，LED灯随之熄灭。

2 使用555定时器

很常见的555定时器，它的功能十分强大，它能够产生频率最高达300KHZ且占空比可调的PWM波。对于其作为方波发生器的工作原理，输出波形的周期是通过以下公式计算的：TH（高电平时间）=ln2×R1×C1，而TL（低电平时间）=ln2×R2×C1，这里的ln2≥0.7。以给出的电阻R1和R2为768KΩ，以及电容C1为470μF为例，我们可以计算出TH和TL各自约为250ms。因此，整个方波的周期T是TH和TL之和，也就是500ms，对应的频率就是1除以周期T，也就是2Hz。

我们知道555定时器的输出端具有大约200mA的驱动能力，所以我们只需要在驱动一个LED灯的情况下，我们并不需要额外的三极管等元件来增强它的驱动能力。可以直接将LED灯连接到555定时器的输出脚（4脚）上，从而实现对LED灯的控制。

3 多谐振荡器

这是一个非常经典的LED交替闪烁电路，它采用了两个NPN三极管和电容充放电的原理来实现LED1和LED2之间的交替闪烁效果。如果你只需要控制一个或一组LED，你可以用一个电阻来代替LED2。这个电路是一个多谐振荡器电路，其中一个三极管在导通状态下，另一个三极管会截止，通过电容和电阻的耦合作用，这两个三极管会交替进入导通和截止状态，从而产生自激振荡。这种振荡机制使得LED1和LED2之间能够实现平滑的交替闪烁效果。

这个电路它的工作原理是基于两个NPN三极管和电容的充放电过程来实现的。当在上电的瞬间，由于电路两边的微小差异，因此两个三极管导通的时间会有先有后，导致其中一个三极管先导通，而另一个处于截止状态，形成一个暂时的稳定状态。以三极管Q1导通、三极管Q2截止为例，此时Q1的集电极（即电容C1的左端）的电压为0，而Q1的基极电压约为0.7V。同时，电容C1通过电阻R2进行充电，而电容C2也通过电阻R4进行充电。假设电源电压VCC是5V，当电容C2充满电以后，它两端电压为4.3V（左端0.7V，右端5V）。由于R4的阻值是远远小于R2的，因此电容C2的充电速度要比C1快很多。当C1右端的电压达到0.7V时，Q2开始导通。此时，电容C2的右端电压直接被拉低到0V，但由于电容两端的电压不能突变，所以电容C2左端的电压瞬间变为-4.3V，导致Q1立刻截止，形成另一个暂时的稳定状态。接着，电容C2开始通过电阻R3放电，放完后又开始反向充电。当电容C2左端电压达到0.7V时，Q1再次导通。同样地，Q1的导通会使电容C1左端电压变为0V，进而反馈到电容C2右端电压变为-4.3V，使Q2截止，然后进入下一个暂稳态。这个过程会不断重复，从而实现LED1和LED2交替闪烁的效果。

这个多谐振荡器的振荡周期T可以通过公式T=0.7(R2C1+R3C2)来计算。由于电阻R2和R3、电容C1和C2的取值相同，所以周期可以简化为T=1.4×R2×C1。通过调整电容C1、C2以及电阻R2、R3的数值，我们可以改变LED的闪烁频率。这个电路对于初学者来说可能有一定的理解难度，但大家可以通过实践逐渐掌握其工作原理。

总结：

本文介绍了三种常用的LED闪烁方案。

第一种方案利用处理器实现，虽然实现过程相对简单，但前提是原系统中已有处理器可供使用，否则为了单一的LED闪烁功能而单独设计一个处理器是不经济的，成本较高。

第二种方案采用555定时器，是一种常用的方法，只需一个555芯片和一些电容电阻即可实现LED闪烁，其原理简单且成本较低。

第三种方案则是基于经典的多谐振荡电路，只需两个三极管和几个电容电阻即可实现LED交替闪烁，具有较低的成本。
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