單片機中LED發(fā)光二極管的編程探討

0 引言

單片機由于體積小、價(jià)格低廉、功能強、可靠性高、面向控制和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，不僅成為工業(yè)測控領(lǐng)域使用的智能化控制工具，而且已滲入到人們工作和生活的各個(gè)角落。在工科學(xué)校中基本都開(kāi)設有《單片機原理及應用》這門(mén)課，而對所有學(xué)習單片機的人來(lái)說(shuō)最入門(mén)的就是對發(fā)光二級管LED的控制。

1 發(fā)光二級管的工作原理

發(fā)光二極管Light- Emitting Diode 簡(jiǎn)稱(chēng)為LED,由鎵(Ga)與砷(As)、磷(P)的化合物制成的二極管。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結組成，也具有單向導電性。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N 區的電子和P區的空穴復合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光，因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。

LED只能往一個(gè)方向導通，發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5 伏。它的正向伏安特性曲線(xiàn)很陡，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)管子的電流來(lái)控制LED 的亮度。限流電阻R 可用下式計算：

R=(E-UF)/IF

式中E為電源電壓，UF 為L(cháng)ED的正向壓降，IF 為L(cháng)ED 的一般工作電流。

2 LED 的編程方法

假設LED 的連接電路圖如圖1 所示，八個(gè)紅色發(fā)光二極管通過(guò)限流電阻分別接到單片機P1 端口的8 個(gè)引腳上，單片機選用AT89C51.

2.1 單個(gè)發(fā)光二極管的控制

在圖1 中，如圖所示，如果要使發(fā)光二極管D1 點(diǎn)亮，由于D1 的正極通過(guò)電阻R1 接到電源VCC 上，那么D1要正向導通必須使D1 的陰極為低電平，也就是P1.0 引腳為低電平，這個(gè)可以通過(guò)軟件可以控制，完整的C51 程序如下：

同樣的，如果要使發(fā)光二極管D1 一亮一滅不停地閃爍，則工作原理是讓D1 點(diǎn)亮并延時(shí)一段時(shí)間，接著(zhù)使D1熄滅并延時(shí)一段時(shí)間并不斷的循環(huán)，這樣就可以觀(guān)察到D1 一亮一滅不停地閃爍。延時(shí)可以采用軟件延時(shí)或者定時(shí)計數器定時(shí)延時(shí)兩種方式，本文采用軟件延時(shí)，其工作原理是利用每條指令運行都需要一定的時(shí)鐘周期，運行一定數量的時(shí)鐘周期可以實(shí)現延時(shí)的功能，本圖中晶振為12MHz,那么12 個(gè)振蕩周期為1us,延時(shí)1ms 的延時(shí)程序如下：

控制發(fā)光二極管D1 一亮一滅不停地閃爍完整C51程序如下：

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