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双极型LED驱动电路

在本项目中，我将展示如何使用8051单片机实现双极型LED驱动电路。双极型LED与普通双色LED的区别在于，双极型LED只有两个引脚，而普通双色LED有三个引脚。

1. 引言​

双色LED是一种特殊的LED，其内部封装了两个反向连接的二极管。双色LED通常有三个引脚：一个公共引脚和两个独立引脚。如果它是共阴极LED，则公共引脚连接到地；如果是共阳极LED，则连接到+5V电源。然而，还有一种双色LED具有两个引脚，称为双极型LED。

该设备根据施加到其中一个引脚的正信号工作。例如，对于一个绿色和红色的双色LED，绿色引脚施加正信号，红色引脚施加负信号，将使绿色LED正向偏置，红色LED反向偏置。这将使绿色光闪烁。红色LED的情况也是如此。

然而，如果两个引脚都施加负信号，则两个二极管都不会导通，设备将保持关闭状态。如果两个引脚都施加正信号，则会根据LED颜色的组合闪烁不同的颜色。

下图是一个红色 - 绿色双极型LED的图像。它看起来像一个普通的LED。

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在本项目中，我们使用8051单片机设计一个简单的双色LED驱动电路。这里使用的LED正向电压降为2.2V，因此可以使用5V电源进行偏置。控制由单片机程序完成，基于两个按钮输入的信号。

2. 双极型LED驱动电路原理​

该电路使用单片机驱动双极型LED。输入命令通过两个按钮给出，根据输入，单片机被配置为向两个输出引脚发送适当的高电平或低电平信号。这些输出引脚连接到双极型LED的两个引脚。

3. 双极型LED驱动电路图​

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3.1 所需元件​

  • 8051单片机（这里使用AT89C51）
  • 8051单片机编程器
  • 11.0592 MHz石英晶体
  • 电容 - 2 × 33pF，10µF
  • 电阻 - 150Ω，10KΩ × 2
  • 按钮 × 3
  • 双极型LED（两个引脚）
  • 连接线
  • 面包板
  • 电源

3.2 双极型LED驱动电路设计​

这是一个简单的电路，设计主要涉及单片机的接口设计、单片机的振荡器和复位电路的设计以及LED电阻的选择。

通过将两个按钮开关连接到端口P0的P0.6和P0.7引脚，并将双极型LED的两个引脚连接到端口P0的P0.0和P0.1引脚，完成单片机的接口设计。

通过选择两个33pF陶瓷电容来提供稳定性，完成振荡器设计。使用11MHz石英晶体生成时钟信号。通过选择一个10µF的电解电容和一个10KΩ的电阻来设计复位电路，以实现100ms的复位脉冲宽度。电阻上的电压降保持在约1.2V。

3.3 项目软件部分​

设计的软件部分涉及为单片机编写代码并生成.hex文件。这包括以下步骤：

  1. 在Keil µVision IDE窗口中创建一个新项目。
  2. 选择项目的目标设备。这里，我们使用Atmel（现为Microchip）的AT89C51。
  3. 创建一个新文件，以便出现一个空白文本字段。
  4. 使用以下算法编写代码。
  5. 为输入和输出端口分配变量。
  6. 检查其中一个输入是否为低电平。
  7. 如果其中一个输入为低电平，则向其中一个LED引脚分配高电平信号。
  8. 如果都不是低电平，则确保LED关闭。
  9. 将代码保存为.c扩展名。
  10. 将代码添加到目标文件夹下的源文件夹中。
  11. 通过点击“Flash”菜单下的“Configure Flash Tools”创建一个Hex文件。

4. 代码​

#include<reg51.h>

sbit red = P0^0;
sbit green = P0^1;

sbit red_switch = P0^6;
sbit green_switch = P0^7;


unsigned char i=0;
void delay (int);

void main()
{
	red=0;
	green=0;
	
	while(1)
	{
		if(red_switch==0)
		{
			green=0;
			red=1;
			while(red_switch==0);
		}
		else if(green_switch==0)
		{
			green=1;
			red=0;
			while(green_switch==0);
		}
	}
}

5. 双极型LED驱动电路的工作原理​

一旦电路接通电源，单片机将不断扫描端口P0的输入引脚。假设第一个按钮（P0.6）被按下，单片机将在相应的输入引脚处接收低电平信号，并相应地将高电平信号分配给P0.0引脚，将低电平信号分配给P0.1引脚。这将使LED的红光闪烁。

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现在，当第二个按钮被按下时，单片机将相应地将低电平信号分配给P0.0引脚，将高电平信号分配给P0.1引脚。这将使绿光闪烁。

按钮释放之前，LED保持亮起状态。

6. 双极型LED驱动电路的应用​

  1. 该电路可用于指示目的。
  2. 该电路可用于需要闪烁灯光的应用，如信标闪烁。

7. 双极型LED驱动电路的局限性​

该项目的主要局限性不在于功能，而在于双极型LED的可用性。