一种一种LED点阵模块的感光屏的设计和实现点阵模块的感光屏的设计和实现
引言 LED电子显示屏是由几万--几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造
不同色彩的LED像素点。目前应用广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。
LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像;不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境,具有投影
仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展,是与它本身所具有的优
点分不开的。这些优点概括起来是:亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。
LED的发展前景极为广阔,目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性,可靠
性、全
引言 引言
LED电子显示屏是由几万--几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像
素点。目前应用广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。 LED显示屏可以显示变化的数
字、文字、图形图像;不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境,具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。LED
之所以受到广泛重视而得到迅速发展,是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是:亮度高、工作电压低、功耗
小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔,目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密
度、更高的发光均匀性,可靠性、全色化方向发展。
本题为LED点阵新应用的开发提供了很好的方向,但对点阵感光屏来说,能否有更好的实现方法呢?根据光电效应,PN
结在光的激励下可以改变其电阻率,而LED也是PN结,那么能否利用LED的PN结特性完成点阵感光屏呢?经过简单的实验探
讨,我们发现LED本身就具有很好的感光能力,这样一来,感光屏就可以完全利用LED的感光特性来实现。本文就利用一块
8×8的点阵屏,结合C8051F020单片机实现了一块具有感光功能的点阵屏,如图1所示。
1 LED的感光原理的感光原理
作为光电探测器的LED能够工作在两种检测模式下:光伏模式(在外界光的作用下器件有产生电压的能力)和光导模式
(器件的导电性受外界光的控制)。在两种检测模式下产生的光电压或者光电流通常大约是普通光电二极管的1/100~1/10,一
般需要借助于运放和ADC.而在没有运放和ADC的情况下,能否获取LED的光电流呢?事实上利用二极管本身的内电容(通常
为pF级),带有高阻态的三态双向I/O口及内部数字计数器的单片机也可以用来对其所产生的光电信号进行很好的测量。
简单的实现的方法如图2所示,通过单个LED的光延时来实现。它由一个LED连接两个单片机的引脚构成,LED发光的同
时也测量入射光强并且表明是否超过预先已定义的阈值。
工作在感光模式下的LED被快速充电到+5 V(100~200μs)。步如图3所示,电荷被二极管的内电容(通常为10~15 pF)
所维持,然后,P1脚切换到高阻输入模式(大约1015Ω的阻抗)。第二步,在反向偏置条件下,LED的可以等效为一个电容
与一个电流源iR(φ)的并连,电流源中的电流为光电流,它随光强φ而变化,如图4所示,P1脚的漏电流iL(很小,通常为
0.002 pA)与通过二极管的在正常的环境光下产生的50 pA典型光电流iR(φ)相比,可以忽略不计。