如何编写一个使用单片机定时器控制的简单呼吸灯程序？

在单片机中，如Arduino或51系列单片机，编写一个简单的呼吸灯程序通常涉及到以下几个步骤：

1. **硬件连接**：
- 将LED灯连接到单片机的数字引脚上。通常可以选择PWM（脉宽调制）模式，因为这样可以实现平滑的亮度变化。

2. **初始化定时器**：
- 首先配置定时器，设置其工作于方波模式，并选择适当的计数频率。例如，在Arduino中，可以使用`TCCR1A`和`TCCR1B`寄存器来配置定时器1。

3. **设置定时器模式**：
- 对于定时器的C/T（Capture/Compare）通道，设置为下降沿触发，用于检测到高电平结束（即灯熄灭），然后开始新的周期。

4. **比较器设置**：
- 设置定时器的比较值，使得当定时器计数达到这个值时，中断会发生。这将导致灯的开关状态改变。

5. **编写主循环和中断服务程序**：
- 主循环中，你可以设置定时器初始值并开启定时器。当定时器中断发生时，检查当前的亮度状态，如果当前是亮的状态，则降低亮度；如果是暗的状态，则增加亮度。
- 使用递增或递减的方式调整亮度值，并在一个完整的“呼气”和“吸气”周期后恢复原亮度。

6. **处理亮度限位**：
- 为了避免过度闪烁，需要设定一个最低和最高的亮度限制，当亮度达到界限时停止调整。

7. **循环更新和等待中断**：
- 通过单步执行或主循环等待下一个中断，持续监控灯的亮度状态并进行相应的调整。

以下是伪代码示例（针对Arduino Uno）：

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // LED连接到PB0
  TCCR1A = 0; // 清除定时器1A/B
  TCCR1B |= (1 << CS12) | (1 << CS10); // 方波模式，8MHz晶振下计数频率为256
  OCR1A = 50; // 初始比较值
}

void loop() {
  if (!digitalRead(LED_BUILTIN)) { // 当LED关闭时
    OCR1A -= 1; // 降低亮度
    if (OCR1A <= 0) OCR1A = 0; // 边界限制
  } else { // LED打开时
    OCR1A += 1; // 增加亮度
    if (OCR1A > 255) OCR1A = 255; // 边界限制
  }
  digitalWrite(LED_BUILTIN, OCR1A < 128); // 根据OCR1A的高低电平切换灯亮暗
}