【正文】 正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。　　發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。實(shí)物連接如下圖：圖 33 自鎖開關(guān)接線圖 其他元件工作特性 LED發(fā)光二極管功能簡(jiǎn)介 50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。 電源的選擇與連接 選用USB供電，由于從USB的4號(hào)引腳出來的是+5V的直流電，故可以直接作為單片機(jī)供電電路用，一根USB內(nèi)有四根芯線，通常紅色和黑色作為電源線，紅色為+5V電壓，黑色為0V電壓。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。/EA / VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩/PSEN有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（計(jì)時(shí)器0外部輸入） T1（計(jì)時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。下圖為STC89C52引腳圖以及各引腳功能：圖 32 STC89C52引腳圖VCC：供電電壓。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。 主控元件單片機(jī) STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。按鍵開關(guān)一為復(fù)位開關(guān)，實(shí)現(xiàn)LED任何時(shí)候的導(dǎo)通與關(guān)閉，當(dāng)再次按下復(fù)位開關(guān)，點(diǎn)亮LED的亮度為默認(rèn)按下復(fù)位開關(guān)關(guān)閉LED時(shí)的亮度，復(fù)位開關(guān)并不是電源的開關(guān)，而是讓程序從第一步開始執(zhí)行的功能開關(guān)。3 電路設(shè)計(jì) 電路設(shè)計(jì)流程圖圖 31 電路設(shè)計(jì)流程圖 主控元件與功能模塊介紹 按鍵功能設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用一個(gè)自鎖開關(guān)，三個(gè)按鍵開關(guān)作為控制系統(tǒng)的按鈕。同樣延伸到光源應(yīng)用里，混合多個(gè)單色LED也會(huì)存在同樣的問題。低電流的時(shí)候，磷光占主導(dǎo)，光趨近于黃色。但是白光的顏色溫度變化是很容易檢測(cè)的。對(duì)白光LED來說，其相關(guān)顏色溫度（CCT）會(huì)改變。然而，在大多數(shù)設(shè)計(jì)中要使用PWM調(diào)光，這是由于LED的一個(gè)基本性質(zhì)：發(fā)射光的特性要隨著平均驅(qū)動(dòng)電流而偏移。我們可以通過一個(gè)控制電壓來成比例地改變LED驅(qū)動(dòng)的輸出。當(dāng)可控硅導(dǎo)通角較小時(shí)，由于此時(shí)輸入電壓和電流均較小，導(dǎo)致維持電流不夠或者芯片供電不夠，電路停止工作，使LED產(chǎn)生閃爍。由于可控硅前沿?cái)夭ㄊ沟幂斎腚妷嚎赡芤恢碧幱诜逯蹈浇?，輸入濾波電容將承受大的沖擊電流，同時(shí)還可能使得可控硅意外截止，導(dǎo)致可控硅不斷重啟，所以一般需要在驅(qū)動(dòng)器輸入端串接電阻來減小沖擊。當(dāng)可控硅導(dǎo)通后，可控硅和驅(qū)動(dòng)電路的阻抗都發(fā)生變化，且驅(qū)動(dòng)電路由于有差模濾波電容的存在，呈容性阻抗，與可控硅調(diào)光器存在阻抗匹配的問題，因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)一般需要使用較小的差模濾波電容。目前市面上的可控硅調(diào)光器功率等級(jí)不同，維持電流一般是7～75mA(驅(qū)動(dòng)電流則是7～100mA)，導(dǎo)通后流過可控硅的電流必須要大于這個(gè)值才能繼續(xù)導(dǎo)通，否則會(huì)自行關(guān)斷。 另外市面上也有些調(diào)光電路用到了可控硅調(diào)光，可控硅前沿調(diào)光器若直接用于控制普通的LED驅(qū)動(dòng)器，LED燈會(huì)產(chǎn)生閃爍，更不能實(shí)現(xiàn)寬范圍的調(diào)光控制。但是當(dāng)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行 PWM調(diào)光的時(shí)候，如果 PWM 信號(hào)的頻率正好落在 200Hz 到 20kHz 之間，白光 LED 驅(qū)動(dòng)器周圍的電感和輸出電容就會(huì)產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲。主要反映在：PWM 調(diào)光很容易使得白光 LED 的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲（audible noise，或者 microphonic noise）。通常來說，相對(duì)于模擬調(diào)光，PWM調(diào)光可以提高精度，線性控制光輸出到更低級(jí)。驅(qū)動(dòng)中的容差、偏移和延遲導(dǎo)致了一個(gè)相對(duì)固定的誤差。幾乎每個(gè)LED驅(qū)動(dòng)都要用到某種串聯(lián)電阻來辨別電流。這種精細(xì)控制在RGB應(yīng)用中特別重要，以混合不同顏色的光來產(chǎn)生白光。但我估計(jì)在實(shí)現(xiàn)同等照度的情況下，PWM會(huì)有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)镻WM是保證CCT和顏色情況下測(cè)定電流（光強(qiáng)），模擬調(diào)光則是不存在這個(gè)前提。通常來說，相對(duì)于模擬調(diào)光，PWM調(diào)光可以精度大于線性控制光輸出。PWM調(diào)光也可以提高輸出電流精度。對(duì)白光LED來說，其相關(guān)顏色溫度（CCT）會(huì)改變。但是由于LED光的特性要隨著平均驅(qū)動(dòng)電流而偏移。（PWM）是屬于數(shù)字調(diào)光的方法。因此，本設(shè)計(jì)采用由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的脈沖計(jì)數(shù)法。 一般情況下，調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制信號(hào)的脈寬有兩種方法，一種方法是采用模擬電路中的調(diào)制方法，另一種方法是使用脈沖計(jì)數(shù)法。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想的應(yīng)用，PWM控制技術(shù)獲得了空前的發(fā)展。PWM控制的基本原理很早就已經(jīng)提出，但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約，在20世紀(jì)80年代以前一直未能實(shí)現(xiàn)。PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，對(duì)半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替所需要的波形。多數(shù)廠商的驅(qū)動(dòng)器都支持PWM 調(diào)光。應(yīng)用者的系統(tǒng)只需要提供寬、窄不同的數(shù)字式脈沖，即可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)改變輸出電流，從而調(diào)節(jié)白光 LED 的亮度。PWM調(diào)光可以是分檔的，也可以是無級(jí)的。PWM調(diào)光就是通過調(diào)整燈亮的時(shí)間與燈滅時(shí)間的比例來調(diào)整平均感觀亮度的方法。PWM 是脈沖寬度調(diào)制的英文縮寫，指一個(gè)周期中亮燈時(shí)間所占的比例。PWM調(diào)光是一種利用簡(jiǎn)單的數(shù)字脈沖，反復(fù)開關(guān)白光 LED驅(qū)動(dòng)器的調(diào)光技術(shù)。然而，現(xiàn)實(shí)中這種開關(guān)并非存在，而只是一種理想化的東西。試想一下，假如用一個(gè)開、關(guān)頻率很高的按鍵開關(guān)來控制發(fā)光二級(jí)管的亮、滅，由于人的視覺有1/24秒左右的視覺停留，當(dāng)這個(gè)頻率高于人的分辨能力，我們就會(huì)看到發(fā)光二級(jí)管一直亮著的錯(cuò)覺。程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行，必須有一個(gè)部件能追蹤指令所在的地址，這一部件就是程序計(jì)數(shù)器PC（包含在CPU中），在開始執(zhí)行程序時(shí)，給PC賦以程序中第一條指令所在的地址，然后取得每一條要執(zhí)行的命令，PC在中的內(nèi)容就會(huì)自動(dòng)增加，增加量由本條指令長(zhǎng)度決定，可能是2或3，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執(zhí)行。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件——存儲(chǔ)器中。各電氣廠商、機(jī)電行業(yè)和測(cè)控企業(yè)都把單片機(jī)作為本部門產(chǎn)品更新?lián)Q代、產(chǎn)品智能化的重要工具。微處理器、微控制器和微型計(jì)算機(jī)三者的關(guān)系十分密切。單片機(jī)的核心是中央處理器CPU。它是在一塊芯片上集成（嵌入）了CPU、RAM和ROM存儲(chǔ)器、I／O接口等而構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 因此，利用單片機(jī)輸出PWM信號(hào)，能對(duì)LED進(jìn)行精準(zhǔn)，快速，有效地亮度調(diào)節(jié)。無論LED是經(jīng)由降壓、升壓、降壓/升壓或線性穩(wěn)壓器驅(qū)動(dòng)，連接每一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路最常見的線程就是需要控制光的輸出。利用脈沖寬度調(diào)變(PWM)來設(shè)定循環(huán)和工作周期可能是實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)光的最簡(jiǎn)單的方法，原因是相同的技術(shù)可以用來控制大部分的開關(guān)轉(zhuǎn)換器。使用脈沖寬度調(diào)制（PWM）來設(shè)置周期和占空度（圖1）可能是最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)光的方法，并且Buck調(diào)節(jié)器拓?fù)渫軌蛱峁┮粋€(gè)最好的性能。一些應(yīng)用