LED大家族簡述

LED是Light Emitting Diode的縮寫，即發(fā)光二極管,，是一種應(yīng)用非常廣泛的半導(dǎo)體發(fā)光／顯示元件。發(fā)光二極管是由Ⅲ－Ⅳ族化合物,，如GaAs（砷化鎵）,、GaP（磷化鎵）,、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié),。因此它具有一般P－N結(jié)的I－N特性,，即正向?qū)ǎ聪蚪刂?、擊穿特性,。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū),，空穴由P區(qū)注入N區(qū),，進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光。通過使用不同的材料及工藝,，LED可以發(fā)出紅色,、綠色、黃色,、白色,、藍(lán)色、橙色等光,。

在市面上,，LED產(chǎn)品有發(fā)光二極管、數(shù)碼管,、米字管,、符號管、點陣顯示屏,、LED背光,、LED照明燈等,，參考如下圖1所示,。事實上，數(shù)碼管,、米字管,、符號管、點陣顯示屏……當(dāng)中的每個發(fā)光單元都是一個發(fā)光二極管,。

圖1 常見LED顯示模塊

LED特性分析

使用不同材料（管芯材料）的LED,，其正向電壓也有所不同，在設(shè)計電路前要先了解一下它們的基本特性,，參考如表1所列,。

表1 常用發(fā)光二極管基礎(chǔ)特性表

注意：設(shè)計LED電路時,，工作電流最好小于0．6 IFM，這樣LED使用壽命會更長,。

獨立LED燈驅(qū)動電路

1,、電源指示燈

圖2 5V和3．3V電源指示燈電路

D1采用紅色LED燈（GaAsp管芯），封裝形式由產(chǎn)品要求決定,。工作電流計算如下：

常規(guī)設(shè)計,，If要在0．5～3mA范圍內(nèi)，減少電源指示燈對電能的消耗,。對于5V電源,，限流電阻R1推薦采用3K；對于3．3V電源,，限流電阻R1推薦采用1K,。

2、狀態(tài)指示燈

對于單片機,，其I／O灌電流可達(dá)20mA（具體芯片要以數(shù)據(jù)手冊為準(zhǔn)）,，可以直接使用I／O控制LED燈作為狀態(tài)指示。

圖3 獨立LED燈驅(qū)動—灌電流方式

當(dāng)相應(yīng)的I／O輸出0時LED燈點亮,，輸出1時LED燈熄滅,。電流計算公式如下：

常規(guī)設(shè)計，If要在2～15mA范圍內(nèi),。當(dāng)驅(qū)動多個LED時要注意,，由于CPU對總電流限制，比如100mA,，所以要保證多個LED同時點亮的電流要小于總電流,。如果使用了綠色的LED燈，由于綠色LED正向壓降比紅色的大,，所以其限流電阻要小一點,。

對于單片機，其I／O可以設(shè)置為推挽輸出模式,，驅(qū)動電流可達(dá)20mA,，這類CPU可以采用拉電流的方式驅(qū)動，如圖4所示,。

圖4 獨立LED燈驅(qū)動—拉電流方式

當(dāng)相應(yīng)的I／O輸出1時LED燈點亮,，輸出0時LED燈熄滅。電流計算公式如下：

通常設(shè)I／O的Voh等于VCC,。常規(guī)設(shè)計,，If要在2～15mA范圍內(nèi)。當(dāng)驅(qū)動多個LED時要注意,，由于CPU對總電流限制,，比如100mA,，所以要保證多個LED同時點亮的電流要小于總電流。對于其它類型的CPU（如3．3V的ARM）,，根據(jù)其I／O特性,，也可以采用這兩種驅(qū)動方式。

對于2引腳的雙色LED,，其驅(qū)動方式如圖5所示,。對于I／O可以設(shè)置為推挽輸出模式的CPU，可以直接使用I／O直接驅(qū)動,；對于標(biāo)準(zhǔn)51單片機,，則需要外加驅(qū)動電路，如2個非門,。當(dāng)一個口輸出1,，另一個口輸出0時，其中一個LED燈點亮,；如果兩個控制口均輸出1或均輸出0,，則LED燈熄滅。

圖5 2引腳雙色LED燈驅(qū)動電路

總結(jié)

本文僅是簡單的介紹了嵌入式硬件設(shè)計中LED驅(qū)動,，但整體嵌入式硬件設(shè)計對于技術(shù)指標(biāo)的要求是較高的,，若產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)可以選用合適核心板進行開發(fā)設(shè)計。ZLG致遠(yuǎn)電子嵌入式產(chǎn)品經(jīng)過近二十年的設(shè)計經(jīng)驗積累,，從產(chǎn)品的RTC時鐘,，電源管理，ESD防護電路,，各類通訊接口等方面全面保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性,。

ZLG致遠(yuǎn)電子從2001年從8位單片機方案設(shè)計開始，逐步掌握ARM7,、ARM9,、Cortex－A7、A8,、A9,、M7以及最前沿的A53等ARM體系的處理器應(yīng)用技術(shù)，擁有全系列的工業(yè)級ARM核心板與工控機,。

同時,，基于對嵌入式技術(shù)的理解與積累,，ZLG自主研發(fā)下一代軟件開發(fā)平臺－Aworks實時操作系統(tǒng),，幫助用戶基于穩(wěn)定的軟硬件平臺快速實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)，基于ZLG工業(yè)級核心板／工控板開發(fā)的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力,、軌道交通,、工業(yè)現(xiàn)場,、醫(yī)療等對產(chǎn)品可靠性要求較為苛刻的場合，并不斷深入為各行業(yè)提供整套行業(yè)應(yīng)用解決方案,。