低功耗中 LED 指示燈的應(yīng)用問(wèn)題
前言
在低功耗產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，LED 燈算得上是一個(gè)高功耗的元器件，但是有時(shí)候需要LED作為指示燈，讓人們知道設(shè)備的工作狀態(tài)，所以本文的我們就來(lái)了解下在低功耗設(shè)備中，LED 燈作為指示燈我們需要知道的一些細(xì)節(jié)。
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前言
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一、 LED 燈的選擇
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1.1 LED 燈的電流
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1.2 LED 燈的電壓
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1.3 LED 燈串聯(lián)電阻的計(jì)算
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二、51 單片機(jī)控制 LED 的技巧
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結(jié)語(yǔ)
一、 LED 燈的選擇
首先要說(shuō)的就是 LED 燈的選擇，或許有些朋友平時(shí)應(yīng)用都不存在 LED 燈選型這么一個(gè)流程，實(shí)際上對(duì)于一般的應(yīng)用，只需要選好對(duì)應(yīng)的封裝，管它什么顏色的 LED 燈，確實(shí)都能用，都無(wú)所謂。但是在做低功耗產(chǎn)品上 LED 燈選型也是有講究的。
1.1 LED 燈的電流
我們知道 LED 燈發(fā)光的強(qiáng)弱是根據(jù)流過(guò)它的電流大小決定的，當(dāng)然是要在它能正常工作的范圍內(nèi)。若要降低功耗，可以適當(dāng)降低電流，但同時(shí)亮度也會(huì)下降。
對(duì)于不同的 LED 燈他們的亮燈電流也有所不同的：
上面表格可作為一般參考，具體的電流需求可能因 LED 的具體型號(hào)和制造工藝而有所不同。
單從電流上來(lái)看，一般紅燈和黃燈甚至是綠燈功耗相對(duì)來(lái)說(shuō)都低一些，紅燈甚至有些專門針對(duì)低功耗設(shè)計(jì)的。
但是對(duì)于我們選型，除了電流，還需要考慮電壓，因?yàn)槠綍r(shí)應(yīng)用都會(huì)給 LED 燈串聯(lián)一個(gè)電阻使用。
實(shí)際上平時(shí)應(yīng)用起來(lái)我們也不會(huì)特意的去計(jì)算，應(yīng)該串聯(lián)多大的電阻使得他在正常的工作范圍內(nèi)，比如我們一般在 3.3V 的供電情況下，給作為指示燈的 LED 燈串聯(lián)一個(gè) 3.3K 的電阻就行了，基本上什么顏色的 LED 燈都行。
我們提到 LED 燈的電流，一是因?yàn)榇_實(shí)不同的 LED 燈的工作電流不一樣，二是在低功耗環(huán)境下，我們當(dāng)然是希望電流越小越好，那這里其實(shí)就要根據(jù)大家自己的實(shí)際情況串聯(lián)電阻了，因?yàn)榇?lián)電阻越大，流過(guò) LED 燈的電流越小，LED 燈會(huì)更暗，你要在保證能夠滿足亮度效果了的情況下，串聯(lián)合適的電阻。
需要注意的一點(diǎn)就是，3.3V 的電源，串聯(lián)了電阻后，在 LED 燈兩端的電壓，肯定是小于3.3V 的，我們低功耗環(huán)境中有些 IO 口是 1.8V 的，使用 IO 口驅(qū)動(dòng) LED 燈會(huì)存在有些燈根本亮不了的情況，這就要看下面我們要提到的 LED 燈的工作電壓了。
1.1.1 LED 燈的效率
還得額外提一點(diǎn)，不同顏色的LED在相同電流下的亮度不同，
通常紅色、綠色的 LED 光效較高，在較低電流下也能達(dá)到所需亮度。
1.2 LED 燈的電壓
電流大小直接關(guān)系到 LED 燈的亮度，那么在低功耗產(chǎn)品中，LED 燈的工作電壓其實(shí)是一個(gè)重要的參數(shù)。
在上面我已經(jīng)提到過(guò)，在有些低功耗場(chǎng)景， 1.8V 的電壓時(shí)候，一些 LED 燈根本亮不起來(lái)。
和電流一樣，我這里給 LED 燈的工作電壓也做了個(gè)表格：
上面表格可作為一般參考，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體 LED 的規(guī)格書來(lái)確定準(zhǔn)確的 工作電壓。
通過(guò)上面我們可以很明顯的知道，其實(shí)我們已經(jīng)可以得出結(jié)論 在低功耗場(chǎng)合為了更加的節(jié)能，指示燈選擇紅色相對(duì)來(lái)說(shuō)更加合理。
根本原因就是 紅色 LED 燈的工作電壓低，較小電流下亮度也能達(dá)到較高的亮度，效率高，工作電流要求也相對(duì)較低，在于其低電壓和低電流下也能提供足夠亮度，非常適合低功耗的應(yīng)用。
問(wèn)題：
LED 的工作電壓 通常是指 在特定的電流條件下 （工作電流）LED 兩端的典型壓降，實(shí)際上 在比起標(biāo)稱電壓稍低的電壓下仍然可以發(fā)光，只不過(guò)亮度會(huì)比較低 。
好了，到這里，我們應(yīng)該已經(jīng)完全了解了在低功耗產(chǎn)品中，想要更加的低功耗，為什么會(huì)選擇紅色 LED 燈了。
我們做好了硬件的設(shè)計(jì)，那么在程序中，我們有沒(méi)有什么講究呢？這個(gè)下面我會(huì)分享一個(gè)小技巧，能用上就用，用不上就當(dāng)了解。
1.3 LED 燈串聯(lián)電阻的計(jì)算
本小結(jié)其實(shí)與低功耗無(wú)關(guān)，屬于額外附加段落。
既然聊到了 LED 燈的使用，那么就直接給個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用計(jì)算，告訴大家怎么選擇 LED 燈的串聯(lián)電阻。
下面我就直接上計(jì)算步驟，供大家參考：
二、51 單片機(jī)控制 LED 的技巧
聲明，本小結(jié)技巧只適用于部分 51 單片機(jī)，在休眠喚醒的那一刻用來(lái)指示自己工作狀態(tài)的情況。
LED 燈作為指示燈，程序設(shè)計(jì)中我們常規(guī)的做法，寫一個(gè)LED 燈的閃爍程序用來(lái)指示：
上面我們延時(shí)了用 多少 ms ，完全看自己的應(yīng)用要求，反正 delay 的時(shí)間其實(shí)都是相對(duì)功耗高的時(shí)候，一般這個(gè)時(shí)候系統(tǒng)也是不能休眠的，時(shí)間太長(zhǎng)功耗就大，這個(gè)根據(jù)自己需求來(lái)。
但是我們本節(jié)要說(shuō)到的就是在 51 單片機(jī)做低功耗產(chǎn)品時(shí)，利用部分 51 單片機(jī)初始化的時(shí)候 IO 的電平跳變來(lái)實(shí)現(xiàn)的 LED 燈閃爍效果，并不需要軟件額外的代碼去翻轉(zhuǎn) IO 口。
舉個(gè)例子，下面代碼是在 51 單片機(jī)上一段控制休眠喚醒的程序：
上面的大概意思就是進(jìn)入休眠以后通過(guò)不同的喚醒源喚醒，在程序中并沒(méi)有 IO 口翻轉(zhuǎn)的的程序，但是單片機(jī)在每次喚醒的時(shí)候， IO 口的電平會(huì)產(chǎn)生跳變，會(huì)導(dǎo)致 LED 燈閃爍一次，正好當(dāng)成喚醒工作的指示燈， LED 燈的硬件設(shè)計(jì)是使用 IO 口直接驅(qū)動(dòng)，如下圖：
上面這種情況， 是因?yàn)?1 單片機(jī)在復(fù)位過(guò)程中，I/O口的狀態(tài)可能會(huì)經(jīng)歷一個(gè)未定義的階段，導(dǎo)致在初始化完成之前I/O口的狀態(tài)會(huì)有短暫的變化。我們以往的應(yīng)用往往是如何去避免這個(gè)跳變，在這種低功耗指示燈的廠家下，反而可以利用這一點(diǎn)，為我們的產(chǎn)品做指示燈使用。
結(jié)語(yǔ)
本文主要說(shuō)明了一下在低功耗的產(chǎn)品中，需要用到的 LED 指示燈選擇相關(guān)的問(wèn)題，還提到了在部分單片機(jī)應(yīng)用中可以利用單片機(jī)喚醒時(shí)候 IO 口的跳變實(shí)現(xiàn) LED 的指示功能。
整體還是比較簡(jiǎn)單的，那本文就到這里，謝謝大家！
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