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1、精品名师归纳总结前言随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED 彩灯由于其丰 富的灯光颜色，低廉的造价以及把握简洁等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯把握器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能依据固定的模式闪亮，不能依据不同场合、不同时间段的需要来调剂亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯把握器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能成效上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影嘹亮灯成效。因此有必要对现有的彩灯把握器进行改进。本文提出了
2、一种基于AT89C51单片机的彩灯把握方案，实现对LED彩灯的把握。本方案以 AT89C51单片机作为主控核心，与键盘、显示、驱动等模块组成核心主把握模块。在主控模块上设有 8 个按键和 5 位七段码 LED显示器，依据用户需要可以编写如干种亮灯模式，利用其内部定时器 T0 实现一个基本单位时间为 5 ms 的定时中断，依据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的把握信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。该新型LED彩灯及其把握器是上海某公司托付开发产品，产品实际应用成效较好，亮灯模式多，用户可以依据不同场合和时间来调剂亮灯频率和亮灯时间。与一般LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗
3、等优点。摘要本设计介绍了一种新型的 LED 彩灯把握系统的设计方法，以 AT-89C51 单片机作为主控核心，与按键、显示器等较少的帮忙硬件电路相结合，利用软件实现对 LED彩灯进行把握。本系统具有体积小、硬件少、电路结构简洁及简洁操作等优点。以及 LED技术的用途和进展前景。关键字： LEDAT89C51把握器目录前言1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结摘要 21 AT89C51单片机的原理简介51.1 主要特点51.2 管脚说明51.3 振荡器特性71.4 芯片擦除71.5 串口通讯72 LED 工作原理、特性及应用112.1 LED 发光原理122.2 LED 的特性122
4、.2.1 极限参数的意义122.2.2 电参数的意义122.3 LED 的分类132.3.1 按发光管发光颜色分132.3.2 按发光管出光面特点分132.3.3 按发光二极管的结构分142.3.4 按发光强度和工作电流分142.4 LED 的应用142.4.1 单 LED电平指示电路142.4.2 单 LED可充作低压稳压管用152.4.3 电平表152.5 发光二极管的检测152.5.1 一般发光二极管的检测152.5.2 系统功能163 彩灯设计183.1 硬件设计183.1.1 主控模块电路选型183.1.2 管内 LED板模块选型183.2 软件设计203.3 LED 技术的进展前景
5、24结论29致谢30参考文献 31可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 AT89C51 单片机的原理简介AT89C51是一 种带 4K字节 闪烁 可编 程可 擦 除只 读存 储器 （ FPEROM Falsh Programmableand ErasableRead Only Memory ）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。 AT89C2051是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读储备器的单片机。单片机的可擦除只读储备器可以反复擦除100 次。该器件接受 ATMEL 高密度非易失储备器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能
6、8 位 CPU 和闪烁储备器组合在单个芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一种高效微把握器， AT89C2051 是它的一种精简版本。 AT89C单片机为许多嵌入式把握系统供应了一种灵敏性高且价廉的方案。1.1 主要特性与 MCS-51 兼容4K 字节可编程闪烁储备器寿命： 1000 写/擦循环数据保留时间： 10 年全静态工作： 0Hz-24Hz三级程序储备器锁定1288 位内部 RAM32 可编程 I/O 线两个 16 位定时器 /计数器5 个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路1.2 管脚说明VCC：供电电压。GND ：接的。P0 口： P0 口为一个 8
7、 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸取 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据储备器，它可以被定义为数据/的址的第八位。在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必需被拉高。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结P1 口： P1 口是一个内部供应上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平常，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FL
8、ASH 编程和校验时， P1 口作为第八位的址接收。P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收，输出4 个TTL 门电流，当 P2 口被写“ 1时”，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序储备器或 16 位的址外部数据储备器进行存取时， P2 口输出的址的高八位。在给出的址“ 1时”，它利用内部上拉优势，当对外部八位的址数据储备器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位的址信号和把握信号。P3
9、 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1后”，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL ）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚备选功能P3.0RXD （串行输入口） P3.1TXD （串行输出口） P3.2/INT0 （外部中断 0） P3.3/INT1 （外部中断 1） P3.4T0 （记时器 0 外部输入） P3.5T1 （记时器 1 外部输入）P3.6/WR （外部数据储备器写选通）P3.7/R
10、D （外部数据储备器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些把握信号。RST ：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平常间。ALE/PROG ：当拜望外部储备器时，的址锁存答应的输出电平用于锁存的址的位置字节。在FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平常，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6 。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要留意的是：每当用作外部数据储备器时，将跳过一个ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 的址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX ， MOVC 指令是
11、 ALE 才起作 用。另外，该引脚被略微拉高。假如微处理器在外部执行状态ALE 禁止，置位无效。/PSEN ：外部程序储备器的选通信号。在由外部程序储备器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在拜望外部数据储备器时，这两次有效的/PSEN 信号将不显现。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结/EA/VPP ：当/EA 保持低电平常，就在此期间外部程序储备器（ 0000H-FFFFH ），不管是否有内部程序储备器。留意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET 。当/EA 端保持高电平常，此间内部程序储备器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（
12、VPP ）。XTAL1 ：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2 ：来自反向振荡器的输出。1.3 振荡器特性XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可接受。如接受外部时钟源驱动器件，XTAL2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必 须保证脉冲的高低电平要求的宽度。1.4 芯片擦除整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的把握信号组合，并保持ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1且”在任何非空储备字节
13、被重复编程以前，该操作必需被执行。此外， AT89C51 设有稳态规律，可以在低到零频率的条件下静态规律，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下， CPU 停止工作。但 RAM ，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，储存RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。1.5 串口通讯单片机的结构和特殊寄存器，这是你编写软件的关键。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器了，它们是SCON ，TCON ，TMOD ，SCON 等，各代表的含义。SBUF 数据缓冲寄存器这是一个可以直接寻址的串行口专用寄存器。有伴侣这样问起过“为何在串行口收发中，都只是
14、使用到同一个寄存器SBUF ？而不是收发各用一个寄存器。” 实际上 SBUF 包含了两个独立的寄存器，一个是发送寄存，另一个是接收寄存器，但它们都共同使用同一个寻址的址99H 。CPU 在读 SBUF 时会指到接收寄存器，在写时会指到发送寄存器，而且接收寄存器是双缓冲寄存器，这样可以防止接收中断没有准时的被响应， 数据没有被取走，下一帧数据已到来，而造成的数据重叠问题。发送器就不需要用到双缓冲，一般情形下我们在写发送程序时也不必用到发送中断去外理发送数据。操作SBUF 寄存可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结器的方法就很简洁，只要把这个99H 的址用关键字 sfr 定义为一个变量就
15、可以对其进行读写操作了，如 sfr SBUF = 0x99 。当然你也可以用其它的名称。通常在标准的reg51.h 或at89x51.h 等头文件中已对其做了定义，只要用 #include 引用就可以了。SCON 串行口把握寄存器通常在芯片或设备中为了监视或把握接口状态，都会引用到接口把握寄存器。 SCON 就是 51 芯片的串行口把握寄存器。它的寻址的址是98H ，是一个可以位寻址的寄存器，作用就是监视和把握51 芯片串行口的工作状态。 51 芯片的串口可以工作在几个不同的工作模式下，其工作模式的设置就是使用SCON 寄存器。它的各个位的具体定义如下：SM0 SM1 SM2 REN TB8
16、RB8 TI RISM0 、SM1 为串行口工作模式设置位，这样两位可以对应进行四种模式的设置。串行口工作模式设置。SM0 SM1模式 功能波特率000同步移位寄存器fosc/120118位 UART可变1029位 UARTfosc/32或 fosc/641139位 UART可变在这里只说明最常用的模式1，其它的模式也就一一略过，有爱好的伴侣可以找相关的硬件 资料查看。表中的fosc代表振荡器的频率，也就是晶振的频率。UART为Universal Asynchronous Receiver）的英文缩写。SM2 在模式 2、模式 3 中为多处理机通信使能位。在模式0 中要求该位为 0 。REM为
17、答应接收位， REM 置 1 时串口答应接收，置 0 时禁止接收。 REM 是由软件置位或清零。假如在一个电路中接收和发送引脚P3.0,P3.1都和上位机相连，在软件上有串口中断处理程序，当要求在处理某个子程序时不答应串口被上位机来的把握字符产生中断，那么可以在这个子程序的开头处加入REM=0来禁止接收，在子程序终止处加入REM=1再次打开串口接收。大家也可以用上面的实际源码加入REM=0 来进行试验。TB8 发送数据位 8，在模式 2 和 3 是要发送的第 9 位。该位可以用软件依据需要置位或清除，通常这位在通信协议中做奇偶位，在多处理机通信中这一位就用于表示是的址帧仍是数据帧。RB8 接收
18、数据位 8，在模式 2 和 3 是已接收数据的第 9 位。该位可能是奇偶位，的址 / 数据标识位。在模式 0 中， RB8 为保留位没有被使用。在模式 1 中，当 SM2=0 ， RB8 是已接收数据的停止位。TI 发送中断标识位。在模式 0，发送完第 8 位数据时，由硬件置位。其它模式中就是在发送停止位之初，由硬件置位。 TI 置位后，申请中断， CPU 响应中断后，发送下一帧数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结据。在任何模式下， TI 都必需由软件来清除，也就是说在数据写入到 SBUF 后，硬件发送数据，中断响应（如中断打开），这时 TI=1 ，说明发送已完成， TI 不会由
19、硬件清除，所以这时必需用软件对其清零。RI 接收中断标识位。在模式 0，接收第 8 位终止时，由硬件置位。其它模式中就是在接收停止位的半中间，由硬件置位。 RI=1，申请中断，要求 CPU 取走数据。但在模式 1 中， SM2=1 时，当未收到有效的停止位，就不会对RI 置位。同样 RI 也必需要靠软件清除。常用的串口模式 1 是传输 10 个位的， 1 位起始位为 0,8 位数据位，低位在先， 1 位停止位为 1。它的波特率是可变的，其速率是取决于定时器1 或定时器 2 的定时值（溢出速率）。 AT89C51 和 AT89C2051 等 51 系列芯片只有两个定时器，定时器0 和定时器 1，
20、而定时器 2 是 89C52 系列芯片才有的。波特率在使用串口做通讯时，一个很重要的参数就是波特率，只有上下位机的波特率一样时才可以进行正常通讯。波特率是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。有一些初学的伴侣认为波特率是指每秒传输的字节数，如标准9600 会被误认为每秒种可以传送 9600 个字节，而实际上它是指每秒可以传送9600 个二进位，而一个字节要 8 个二进位，如用串口模式 1 来传输那么加上起始位和停止位，每个数据字节就要占用10 个二进位， 9600 波特率用模式 1 传输时，每秒传输的字节数是 960010 960 字节。 51 芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，为fosc/
21、12 ，以一个 12M 的晶振来运算，那么它的波特率可以达到1M 。模式 2 的波特率是固定在 fosc/64 或 fosc/32 ，具体用那一种就取决于 PCON 寄存器中的 SMOD 位，如 SMOD 为 0，波特率为 focs/64,SMOD为 1，波特率为 focs/32 。模式 1 和模式 3 的波特率是可变的，取决于定时器1 或 2（ 52 芯片）的溢出速率。那么我们怎么去运算这两个模式的波特率设置时相关的寄存器的值了？可以用以下的公式去运算。波特率（ 2SMOD32 ）定时器 1 溢出速率式（ 1.1）上式中如设置了 PCON 寄存器中的 SMOD 位为 1 时就可以把波特率提升
22、 2 倍。通常会使用定时器 1 工作在定时器工作模式 2 下，这时定时值中的 TL1 做为计数， TH1 做为自动重装值 ，这个定时模式下，定时器溢出后， TH1 的值会自动装载到 TL1 ，再次开头计数， 这样可以不用软件去干预，使得定时更精确。在这个定时模式2 下定时器 1 溢出速率的计 算公式如下：溢出速率（计数速率） /256 TH1式（ 1.2 ）上式中的 “计数速率 ”与所使用的晶体振荡器频率有关，在51 芯片中定时器启动后会在每一个机器周期使定时寄存器 TH 的值增加一，一个机器周期等于十二个振荡周期，所以可以得知 51 芯片的计数速率为晶体振荡器频率的1/12 ，一个 12M
23、的晶振用在 51 芯片上，那么 51 的计数速率就为 1M。通常用 11.0592M 晶体是为了得到标准的无误差的波特率，那么为何了？运算一下就知道了。如我们要得到9600 的波特率，晶振为 11.0592M 和 12M ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结定时器 1 为模式 2，SMOD 设为 1，分别看看那所要求的 TH1 为何值。代入公式：11.0592M9600 2 32 11.0592M/12/256-TH1TH1 25式（ 1.3 ）12M9600 2 32 12M/12/256-TH1TH1 249.49式（ 1.4 ）上面的运算可以看出访用12M 晶体的时候运算出
24、来的 TH1 不为整数，而 TH1 的值只能取整数，这样它就会有确定的误差存在不能产生精确的9600 波特率。当然确定的误差是可以在使用中被接受的，就算使用11.0592M的晶体振荡器也会因晶体本身所存在的误差使波 特率产生误差，但晶体本身的误差对波特率的影响是特殊之小的，可以忽视不计。2 LED 工作原理、特性及应用2.1 LED发光原理半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称 LED ）、数码管、符号管、 M 字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。事实上，数码管、符号管、 M 字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。发光二极管是由 -族化合物，如 GaAs （砷化镓）、 GaP（磷化
25、镓）、 GaAsP （磷可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN 结。因此它具有一般 P-N 结的 I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在确定条件下，它仍具有发光特性。在正向电压下，电子由 N 区注入 P 区，空穴由 P 区注入 N 区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1 所示。 假设发光是在 P 区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发 光复合外，仍有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间邻近）捕获，而后再与 空穴复合，
26、每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN 结面数m以内产生。理论和实践证明，光的峰值波长与发光区域的半导体材料禁带宽度 g 有关，即 1240/Eg （mm）式（ 2.1 ）式中 Eg 的单位为电子伏特（ eV ）。如能产生可见光（波长在 380nm 紫光 780nm 红光），半导体材料的 Eg 应在 3.26 1.63eV 之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。2.2 LED 的特性2.2.1 极限参数的意义（
27、1） 答应功耗 Pm答应加于LED 两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED 发热、损坏。（2） 最大正向直流电流 Ifm答应加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。（3） 最大反向电压 VRm所答应加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。（4） 工作环境 topm发光二极管可正常工作的环境温度范畴。低于或高于此温度范畴，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。2.2.2 电参数的意义（1） 光谱分布和峰值波长可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结某一个发光二极管所发之光并非单一波长，其波长大体按图2 所示。 由图可见，该发光管所发之光中某一波
28、长 0的光强最大，该波长为峰值波长。（2） 发光强度 IV发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。如在该方向上辐射强度为（ 1/683 ）W/sr 时，就发光 1 坎德拉（符号为 cd）。由于一般LED 的发光二强度小，所以发光强度常用坎德拉mcd 作单位。（3） 光谱半宽度 它表示发光管的光谱纯度 .是指图 3 中 1/2 峰值光强所对应两波长之间隔 .（4） 半值角 1/2 和视角 1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。半值角的 2倍为视角（或称半功率角）。图 3 给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情形。中垂线（
29、法线） AO 的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强度的之比）。明显，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。（5） 正向工作电流 If它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应依据需要选择IF 在0.6 IFm 以下。（6） 正向工作电压 VF参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA 时测得的。发光二极管正向工作电压 VF 在 1.43V 。在外界温度上升时， VF 将下降。（7）V-I 特性在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流微小，不发光。当电压超过某一值后，正 向电流随电压
30、快速增加，发光。由V-I 曲线可以得动身光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR2.3 LED的分类2.3.1 按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。依据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色仍是无色，上述各种颜色的发光二极管仍可分成有色透亮、无色透亮、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结示灯用。2.3.2 按发光管出光面特点分按发光管出光面特点分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型
31、管等。圆形灯按直径分为 2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm 及 20mm 等。国外通常把 3mm的发光二极管记作 T-1 。把 5mm 的记作 T-1 （3/4 ）。把 4.4mm的记作 T-1（1/4 ）。由半值角大小可以估量圆形发光强度角分布情形。从发光强度角分布图来分有三类：（1） 高指向性一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为520或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。（2） 标准型通常作指示灯用，其半值角为2045。（3） 散射型这是视角较大的指示灯，半值角为45 90或更大，散射剂的量较大。2.3.3
32、按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。2.3.4 按发光强度和工作电流分按发光强度和工作电流分有一般亮度的LED （发光强度 100mcd ）。把发光强度在10 100mcd 间的叫高亮度发光二极管。一般 LED 的工作电流在十几 mA 至几十 mA ，而低电流 LED 的工作电流在 2mA 以下（亮度与一般发光管相同）。除上述分类方法外，仍有按芯片材料分类及按功能分类的方法。2.4 LED的应用由于发光二极管的颜色、尺寸、形状、发光强度及透亮情形等不同，所以使用发光二极可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结管时应依
33、据实际需要进行恰当选择。由于发光二极管具有最大正向电流IFm 、最大反向电压 VRm 的限制，使用时，应保证不超过此值。为安全起见，实际电流IF 应在 0.6IFm 以下。应让可能显现的反向电压VRRm 。LED 被广泛用于种电子仪器和电子设备中，可作为电源指示灯、电平指示或微光源之用。红外发光管常被用于电视机、录像机等的遥控器中。2.4.1 单 LED电平指示电路在放大器、振荡器或脉冲数字电路的输出端，可用LED 表示输出信号是否正常，如图7 所示。R 为限流电阻。只有当输出电压大于LED 的阈值电压时， LED 才可能发光。2.4.2 单 LED可充作低压稳压管用由于 LED 正向导通后，
34、电流随电压变化特殊快，具有一般稳压管稳压特性。发光二极管的稳固电压在 1.43V 间，应依据需要进行选择 VF，如图 8 所示。2.4.3 电平表目前，在音响设备中大量使用LED 电平表。它是利用多只发光管指示输出信号电平的，即 发光的 LED 数目不同，就表示输出电平的变化。图9 是由 5 只发光二极管构成的电平表。当输入信号电平很低时，全不发光。输入信号电平增大时，第一LED1 亮，再增大LED2 亮。2.5 发光二极管的检测2.5.1 一般发光二极管的检测（1） 用万用表检测利用具有 10k挡的指针式万用表可以大致判定发光二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200k,反向电阻
35、的值为。假如正向电阻值为0 或为，反向电阻值很小或为 0，就易损坏。这种检测方法，不能实的看到发光管的发光情形，由于10k挡不能向 LED 供应较大正向电流。假如有两块指针万用表（最好同型号）可以较好的检查发光二极管的发光情形。用一根 导线将其中一块万用表的 “+接”线柱与另一块表的 “-”接线柱连接。余下的 “-”笔接被测发光管可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的正极（ P 区），余下的 “+笔”接被测发光管的负极（ N 区）。两块万用表均置 10挡。正常情形下，接通后就能正常发光。如亮度很低，甚至不发光，可将两块万用表均拨至 1 如，如仍很暗，甚至不发光，就说明该发光二极管性
36、能不良或损坏。应留意，不能一开头测量就将两块万用表置于 1，以免电流过大，损坏发光二极管。（2） 外接电源测量用 3V 稳压源或两节串联的干电池及万用表（指针式或数字式皆可）可以较精确测量发光二极管的光、电特性。为此可按图10 所示连接电路即可。假如测得 VF 在 1.4 3V 之间，且发光亮度正常，可以说明发光正常。假如测得VF=0 或 VF3V，且不发光，说明发光管已坏。 2 红外发光二极管的检测由于红外发光二极管，它发射 13m的红外光，人眼看不到。通常单只红外发光二极管发射功率只有数mW ，不同型号的红外 LED 发光强度角分布也不相同。红外 LED 的正向压降一般为 1.3 2.5V
37、 。正是由于其发射的红外光人眼看不见，所以利用上述可见光LED 的检测法只能判定其PN 结正、反向电学特性是否正常，而无法判定其发光情形正常否。为此，最好预备一只光敏器件（如2CR 、2DR 型硅光电池）作接收器。用万用表测光电池两端电压的变化情形。来判定红外LED 加上适当正向电流后是否发射红外光。2.5.2 系统功能新型 LED 彩灯分为 2 部分，即彩灯把握器（主控模块）和管内LED 板模块（受控模块）。彩灯把握器可直接与 220 V 沟通市电相连接，经过开关电源变换，输出直流工作电 压，一方面为管内 LED 模块供应 12 V 工作电源，另一方面为主控模块单片机系统（彩灯把握器）供应
38、5 V 工作电源。整个系统工作由软件程序把握运行，依据需要，用户可以在LED 彩灯工作时通过主控模块上的按键来设定亮灯时间和灯光闪动频率。上电后系统经过初始化，查询是否有功能切换键按下：有，就进入用户设定模式状态。无，就进入默认缺省工作状态。在用户设定模式状态下，用户可以依据个人爱好及不同场合 的需要来指定调用哪些模式，并且可以转变每种模式的时间Ti、频率 Fi 参数，假如用户想进入缺省状态模式，只需按一下功能切换键即可跳入缺省模式，程序会自动次序调用亮灯模式。在缺省工作状态下， LED 彩灯把握器依据程序设定好的如干亮灯花样模式程序Model_i次序调用往下走，从第Model_1 模式开头工
39、作，自 Model_1 到 Model_2 到 Mod el_n为一个亮灯周期，然后再回到 Model_1 循环连续工作，同样假如想进入用户设定模式状态，只需按下功能切换键即可。整个n 种亮灯模式时间可以看作一个大周期T，其中的每一种花样工作模式 Model_i （i=1 ，2， n）时间为小周期 Ti，对于每一个模式编写一个独立工作子程序 Model_i ，其中设定了 LED 三色灯（红、绿、蓝）的点亮时刻（ RED_on ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结GREEN_on ，BLUE_on ）和熄灭时刻（ RED_off ，GREEN_off ，BLU E_off ，以及模
40、式工作时间 Ti 以及该模式 LED 闪烁频率 Fi。5 位七段码显示器的前 2 位（ L1， L2）显示当前工作模式的序号 Model_i 。后 3 位（ L3 ，L4， L5）七段码 显示三色 LED 的工作状态，如该颜色灯点亮就对应七段码显示位为“ 1”，反之熄灭时就显示位为“灭”即不显示，对系统工作状态起到了很好的实时监控作用。因此在 LED 彩灯上电工作后，用户可以便利的通过主控模块上的显示器知道LED 彩灯当前工作模式 Model_i ，工作时间 Ti，频率 Fi 等实时参数。照实际应用需要依据不同场合和时间来转变彩灯闪亮成效，用户可以通过主控模块上的按键来设定LED 不同的闪烁频
41、率 Fi 和亮灯时间 Ti，以便符合实际需要。此外假如用户对某一种模式感爱好需要仔细观看该种亮灯模式，可以通过键盘选定任意第Model_i 模式使系统循环重复工作在该花样模式下。3 彩灯设计3.1 硬件设计新型 LED 彩灯系统包括 2 大部分，即 LED 彩灯把握器（ 89C51 主控模块）和 LED 彩灯管（管内 LED 板模块）。前者是主控模块，具有按键、显示等功能，并利用89C51 的 P 口输出把握信号。后者是受控模块，上面焊有三色LED 彩灯和信号驱片，模块置于 LED 的透亮灯管内。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.1.1 主控模块电路选型图 3.1主控模块硬件
42、图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结主控模块电路如图 3.1 所示。主控模块主要设计器件有89C51 ，5 个七段码 LED 显示器， 8 个按键， 2 个稳压器（供应 12 V ，5 V 电压）， 1 个信号输出驱动模块芯片 MC4049 等。通过软件设计，使单片机 P0 口作为三色 LED 驱动信号输出口及移位时钟 CLOCK 信可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结号， P3 口为按键输入口， P2 口、P1 口与 5 位七段码 LED 相接作为显示器的输出口。3.1.2 管内 LED板模块选型LED 彩灯把握器，以 CD4069 六非门集成电路和晶体管为主要元器
43、件制作而成，它可把握 4 路发光二极管 每路 50 只闪烁发光，可作为节日彩灯或广告装饰彩灯。电路工作原理该 LED 彩灯把握器电路由电源电路、振荡器和LED 驱动把握电路组成 :如以下图。图 3.2 LED彩灯把握器电路图电源电路由整流二极管 VDl-VD4 、限流电阻器 Rl、稳压二极管 VS 和滤波电容器 Cl 组成。振荡器由非门集成电路 ICDl-D6 内部的 D5 、D6 和电阻器 R3 、R4 、电容器 C2 、电位器 RPl 组成。LED 驱动把握电路由电阻器R2、R5-R8 、IC 内部的 Dl-D4 、可变电阻器 RP2-RP5 、晶体管 Vl-V4 和发光二极管 VLl-V
44、L2O0 组成。为简化电路，图中 VL2-VL49 和 VL52-VL99 、VL102-VLl49 、VLI52-VLl99 未画出。沟通 220V电压经 VDl-VD4 整流后，一路直接供应LED 驱动电路。另一路经Rl 限流降压、VS 稳压及Cl 滤波后，为 IC 供应+6V 工作电压。振荡器通电工作后，输出低频振荡信号。该低频振荡信号经Dl-D4 反相处理后，分别经RP2-RP5 加至 Vl-V4 的基极，使 Vl-V4 交替导通， VLl-VL5O 、VLl-VLlOO 、VLlO1-VLl5O 、VLl51-VL2O0 交替发光。调剂 RPl 的阻值，呵转变振荡器的工作频率，从而转
45、变LED 发光二极管闪烁发光的效果。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结元器件选择：R1 选用 1/2W 金属膜电阻器。 R2-R4 选用 1/4W 金属膜电阻器或碳膜电阻器。 R5-R8选用 5W 金属膜电阻器或线绕电阻器。RPl 选用小型实心电位器。 R 口-RP5 均选用膜式可变电阻器。Cl 选用耐压值为 25V 以上的铝电解电容器。 C2 选用耐压值为 63V 的钮电解电容器。VDl-VD4 均选用 lN5406 型硅整流二极管。VS 选用 1N4735 型硅稳压二极管。VLl-VL2O0 均选用 8mm或 12mm的发光二极管。Vl-V4 选用 3DDl5 或 DDO3 型硅 NPN 晶体管。IC 选用 CD4069 或 CC4069 、MCl4069 型六非门集成电路。3.2 软件设计新型 LED 彩灯把握器最大特点在于全部亮灯模式均由软件把握完成。系统中软件可以分为主程序和中断服务子程序