單片機(jī)中LED發(fā)光二極管的編程探討

0 引言

單片機(jī)由于體積小、價(jià)格低廉、功能強(qiáng)、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)校中基本都開設(shè)有《單片機(jī)原理及應(yīng)用》這門課，而對所有學(xué)習(xí)單片機(jī)的人來說最入門的就是對發(fā)光二級(jí)管LED的控制。

1 發(fā)光二級(jí)管的工作原理

發(fā)光二極管Light- Emitting Diode 簡稱為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(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N 區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光，因而可以用來制成發(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(shù)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?qū)ǎl(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很陡，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流來控制LED 的亮度。限流電阻R 可用下式計(jì)算：

R=(E-UF)/IF

式中E為電源電壓，UF 為LED的正向壓降，IF 為LED 的一般工作電流。

2 LED 的編程方法

假設(shè)LED 的連接電路圖如圖1 所示，八個(gè)紅色發(fā)光二極管通過限流電阻分別接到單片機(jī)P1 端口的8 個(gè)引腳上，單片機(jī)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 的正極通過電阻R1 接到電源VCC 上，那么D1要正向?qū)ū仨毷笵1 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(jì)數(shù)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(yùn)行都需要一定的時(shí)鐘周期，運(yùn)行一定數(shù)量的時(shí)鐘周期可以實(shí)現(xiàn)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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