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(cè)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(duì)所有學(xué)習(xí)單片機(jī)的人來說最入門的就是對(duì)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)?，發(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：
2.2 多個(gè)發(fā)光二極管的控制
多個(gè)多個(gè)發(fā)光二極管的控制原理與單個(gè)發(fā)光二級(jí)管的控制原理一樣，在圖1 中，如果要控制8 個(gè)發(fā)光二極管同時(shí)一亮一滅的閃爍，那么只需要同時(shí)使8 個(gè)發(fā)光二級(jí)管點(diǎn)亮延時(shí)一段時(shí)間，再同時(shí)使8 個(gè)發(fā)光二級(jí)管熄滅并延時(shí)一段時(shí)間，周而復(fù)始不斷循環(huán)就可以實(shí)現(xiàn)8 個(gè)LED 不停地閃爍，完整的C51 程序如下：
在圖1 中如果要控制8 個(gè)發(fā)光二極管D1,D3,D5,D7奇數(shù)燈和D2,D4,D6,D8 偶數(shù)等交替閃爍，則只需要把P1端口所接8 個(gè)LED 對(duì)應(yīng)狀態(tài)的值送給P1 端口并延時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)該功能，完整程序如下：
2.3 花樣流水燈的控制
對(duì)于花樣流水燈，工作原理和前面多個(gè)發(fā)光二極管的控制原理一樣，只需要把不同狀態(tài)下燈所對(duì)應(yīng)端口的值送到相應(yīng)的控制端口并延時(shí)一定的時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)，編程時(shí)可以把所以對(duì)應(yīng)狀態(tài)的端口值放在一個(gè)數(shù)組里存放，不停循環(huán)地取數(shù)組的值，每取一個(gè)值延時(shí)一段時(shí)間，即可以實(shí)現(xiàn)，程序略。
3 總結(jié)
單片機(jī)在各行各業(yè)中使用越來越多，文中對(duì)單片機(jī)中發(fā)光二極管的使用和編程方法進(jìn)行總結(jié)，并給出各種方法的工作原理和完整的程序。