一、概述
LED,也就是發(fā)光二極管,從名字上可以看出,其有二極管的特性,是由一個PN結組成,也具有單向導電性??梢詫㈦娔苻D化成光能 。通過向材料中添加不同的化合物來顯示不同的顏色,比如:砷化鎵發(fā)紅色,磷化鎵發(fā)綠色等等。在電子開發(fā)界是個最簡單外設,在PCB上可以作為系統(tǒng)的心跳指示,驗證芯片是否工作的標志等功能,還可以用于照明。
二、限流電阻
在電路設計時,大家都知道要加限流電阻,一般都是使用簡單的U、I、R的歐姆定律進行大約的計算,但是實際的限流電阻阻值嚴謹?shù)挠嬎愎綖椋?/p>
R=(VCC-Uf)/If
其中:
VCC為電源電壓
Uf為LED的正向壓降
If為LED的正常工作電流
三、LED的方向
LED既然是發(fā)光二極管,那么一定是有方向的了:
對于直插的封裝,引腳腿是有一長一短的,這種方式判斷總是正確的;
對于貼片的,在背面會有一個“T ”或是三角標志,從而判斷方向。
也可以通過LED中的電極大小,一般都是電極面積小的是正極,但是奇葩的是,有一些廠家并不這樣做,而是反過來做的,電極面積大的是正極,不知道其中有什么工藝或是什么的原因要這樣進行生產,總之最保險的方法,還是點亮一下吧。
有的LED可以萬用表點亮,有的則不行,比如某種超亮的LED,要加電源才可以,要根據(jù)LED的技術手冊選擇不同的方式。
四、LED的驅動電路
主要是分恒壓與恒流方式,而常用的驅動方式則是以恒流方式為主。
1、GPIO直連
這種電路應該是最最簡單的了,大部分都是在使用這種電??梢允歉唠娖近c亮,也可以是低電平點亮,限流電阻一是要看MCU引腳的能力,一是看LED的工作電流,兩都都不可以超過。
電路如下(用KiCAD試畫了一下,感覺軟件優(yōu)化不足,總是卡卡的):
2、三極管或mos
NPN或是PNP或是MOS,MCU的GPIO只是提供一個控制信號。
這種方式,單片機的GPIO口并不用提供比較大的電流,只是控制三極管的導通就可以,電流取決于限流電阻。
3、觸發(fā)器
比如:施密特觸發(fā)反向器。采用電位觸發(fā)方式,作為緩沖器消除輸入端的干擾,可以說可靠性更高一些,但是成本也高了。
與此差不多的,也可以使用各種門電路進行驅動。
恒流源方式,這種方式一般是對于LED陣列來說,或是LED燈珠陣列,這種要有特定的恒流源電源。
比如:
五、控制方式:
1、GPIO電平控制,高電平(或低電平)就亮,低電平(或高電平)就滅。這種方式,GPIO是提供電流的“電源”,與芯片GPIO的驅動能力有關。
2、PWM輸出控制LED的亮暗程度原理:通過脈寬調節(jié)控制led得電時間,控制其亮的時間來控制其亮度有一個漸變的過程。
這種方式的應用最廣的就是呼吸燈了,這里PWM的周期與占空比的變化都是要調整到一個最優(yōu)值才會有比較好的效果的。,PWM的頻率要高過人眼的視覺暫留時間,否則PWM頻率是1Hz時,一亮一滅都是500ms,可以很容易的看出一亮一滅的效果。
如上,PWM驅動LED的示意波形圖,通過調整T與Tc與占空比的值,來控制LED的亮滅變化。
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