项目说明书张益鑫赵正王冬
第一部分：发光二极管特性的研究
摘要：
在我们的生活中，随处可见到各种各样的发光二极管，包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管，在众多类型的发光二极管中，我们选择了使用较为普遍的红色LED（图1）做为重点，研究了它的内部结构，电学特性，发光特性。
图 1 我们重点研究的二极管
实验原理
一、发光二极管结构
以红色发光二极管为例，我们将其切开，可以清楚的看到其内部结构，它的核心是PN 结，正是由于PN结的单向导电性，所以发光二极管只有通以正向电压时才可以发光，当PN 结承受反向电压时，电阻趋于无穷大，二极管截止，不会发光。
图 2 剖开的红色LED
二、LED发光原理
发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如砷化镓、磷化镓、磷砷化镓等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流（多子）复合而发光，如下图所示：
图 3 LED发光原理图
三、LED的电学特性
1.LED的常见电学参数
通过查找资料，我们找到了LED的一些常用参数：
允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。
最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。
最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在·IFm以下。
正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极管正向工作电压VF在～3V。在外界温度升高时，VF将下降。
的伏安特性
在LED两端加上不同的电压，测得多组（U—I）值，可以得到LED的伏安特性曲线，从实验得出的伏安特性曲经可以看出，在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光，而当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，二极管发光。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR<10μA以下。
图 3 伏安特性曲线
四、发光二极管的光强分布规律
下图给出的发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强度的之比）。显然，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。
图 4 理论光强分布图
实验仪器
发光二极管、直流稳压源、万用表、电阻箱、导线、开关、光功率计。
本板，面包板，导线
图4 伏安特性测试装置
图5 光强测试装置
实验步骤
测量发光二极管的伏安特性
按照下图连接实验电路，其中滑动变阻器用变阻箱代替。由于电流的测试不方便，如前所述，PN 结正向导通时电阻很小，如果我们串接万用表在电路里，万用表的内阻会对实验结果造成较大的影响，并且万用表进行电流、电压测量需要改换插头，对于测量会造成一定的不便，因此我们选择采用间接测量的方法，在此法中总电压保持5E V =不变，测量变阻箱电压0
U ，由于电阻箱阻值和其两端的压降测量都是相对精
确的，我们进而测得二极管电压
U E U =-，电路中电流由
0/I U R =变
求得，即可得
到二极管的电流—电压关系，画出相应的伏安特性曲线，为保证二极管在串接较低电阻时也不会烧坏，我们加入了470欧姆的限流保护电阻。
图6 伏安特性测试电路
1.改变变阻箱的阻值，记下多组（R，U）的值，此过程中保持电源总电压不
变。
2.由记录的数据算出二极管两端的电压和电流并列表。
3.对数据进行处理，画出伏安特性曲线并进行分析。
测试二极管的光强分布
1.测量发光二极管法线方向光强与距离的关系。
如图8所示，在本次测量实验中，我们通过电学特性测量与查找资料，在保持电源电压5V的情况下，串入150欧姆电阻，使得二极管的工作电流为20mA,这样的工作电流是二极管的正常工作电流，连好线路后，我们保持单一变量是发光二极管中心到光功率计接收孔的距离，使发光二极管正对光功率计，改变接收器的位置，记录光源到接收器原位置和光功率计的读数，在这里为了使实验现象更为明显，我们选择了光功率计的200uw量程，与直径为6mm的接收孔，从较近位置到较远位置合理选择了一系列的测试点，得到光强与距离的关系。
图 7 发光二极管法线方向光强与距离的关系测试仪器
2.同图8装置，固定光源到接收器的距离，这里我们选择在测量光强与距离
关系实验中的一个适中位置（65mm），在这个位置处，光强实数较大，距离
适中，符合一般二极管的使用情况，具有较强的代表性。旋转发光源，改变
发光中心与导轨的夹角，观察光功率计的读数变化，在此过程中保持LED电
压各距离不变。
3.记录和分析实验数据，并注意发光二极管中心与滑块中心的偏差，测量修正
值，在数据处理中使用修正值使得结果更为精确。
数据处理和误差分析
一、发光二极管的伏安特性
1.伏安特性数据记录（变阻箱电压和电阻）
R（欧姆）U（伏）R（欧姆）U（伏）R（欧姆）U（伏）900002500300
800002000250
2.数据处理和图表分析
根据0U E U =-和0/I U R =变将上面图表中对应的值算出，然后得到如下的伏安特性曲线：
图 8 实验测得的LED伏安特性曲线
从图中看出，在发光二极管电压小于2V时，LED的电流接近零，发光二极管基本不亮，而在电压大于2V时，电流随电压迅速增加。因此我们可以认为
2V是二极管的阈值电压，当电压大于2V时，二极管正向导通电流迅速增加，发光亮度迅速变亮，当亮度变化到很大的时候，继续加大电压，人眼无法明显分辨出光强变化，继续增大电压，亮度变弱，直至发光二极管熄灭，检测发现此时的二极管已经被击穿损坏。电流上升阶段是非线性的，这是由PN结的电学特性决定，也受到环境（如温度）的一定影响，但是从曲线整体的趋势看，所测得理论值已经与一般发光二极管的情况完全相符了：在上升阶段的中间部分，出现了一段近似的线性上升，我们一般让二极管工作在这个区域。在电压小于2V的时候，虽然给二极管是施加的是正向电压，但是从实验和图中可以看出，此时流过二极管的电流非常的小，不足以驱动二极管发光，因此我们认为这个区域是二极管工作的死区，只有当电压大于阈值电压，二极管才能产生一定的正向导通电流，驱动二极管发光。
实验中，我们也对二极管的反向特性进行了测试，在反向电压小于33V 时，二极管不发光，电流为零，由于直流稳压源提供的最高电压为33V，并且
安全电压是36V，因此我们无法测出反向击穿电压。我们从参考资料得击穿电
压为30V到60V。
二、发光二极管光强分布测试
1.测量发光二极管法线方向光强与距离的关系
实验记录如下
其中：
以P为纵坐标，L为横坐标作图如下：
图 9发光二极管法线方向光强与距离的关系曲线
从图中看出，在法线方向上（导轨方向），光强与距离呈非线性关线，在L较小时，P 下降迅速，在L较大时，P下降缓慢。说明光强的衰减在距离较小时是非常迅速的，当衰减到一定程度时，这种衰减变得不再明显，最后平缓的趋于0。
2.发光二极管光强与光源角度的关系。
实验记录如下：
其中：（注：当光源正对接收器时，此时自制的指针指向刻度盘102度）
修正距d电压
角度功率角度功率
70100
75
80105
85110
115
90120
125
95130
46135
图 10 发光二极管光强与光源角度的关系曲线
由图11可知，发光功率与角度关系是一个单峰曲线，在发光二级管正对接收器时，光功率计的读数最大。当光源向两边旋转时，光功率计读数减小。这种减小理论上应该是左右对称的，但是由于制造工艺、二极管左右对称性，两边的衰减并不是标准对称的，但是都可以看出，与距离相似，这种衰减也是非线性的，并且在较小的角度内衰减很迅速，之后衰减减缓并平稳趋于0。
三实验总结
如摘要所述，二极管在生活生产中的应用无处不在，发光二极管（LED）是我们最常见的二极管，二极管原理简单，应用广泛，但是由于生产厂家不同，价格不同，很多的参数与标
准理论值相比有一定的出入，但是通过测量，我们发现这种出入是很小的，是我们可以接受的。
通过电学特性的测量，我们实际绘制了二极管的伏安特性曲线，与标准PN结的曲线相比，实验结果是相似的，验证了二极管的正向导通阈值电压，通过实验，我们发现即使二极管承受正向电压，如果这个电压小于二极管的阈值电压，电路中的电流几乎为0，可以认为二极管没有导通，当电压超过阈值电压之后，电流随电压上升而上升，光强变大，但是如果电压过大，二极管会被损坏。我们测得阈值电压为2V，与理论值是相符的。通过伏安特性曲线，加深了对PN结导通原理的理解。
在光学特性测量中，我们以单一变量为原则，研究了光强与距离，角度的关系，并绘制了相应的曲线，通过实验测量与数据分析、曲线绘制，我们得出了光强与距离、角度的非线性关系，发现在较近的距离和角度内，光强下降迅速明显，之后趋势变缓。
通过电、光特性实验的设计与测量，我们对生活中常用器件发光二极管的特性有了更好的认识，对PN结特性有了更深的印象，较为全面的掌握了发光二极管的主要物理特性，因此，我们的实验是成功的。
第二部分：应用装置
一、整体布局
综合电路连接和美观两个角度考虑，我们在20*30cm单孔线路板上进行布局，经过一些天的制作，成品如下如所示：
图 11 电子时钟成品
二、系组组成
1.控制核心
为了减小体积，节约成本，我们选用一块STC89C52单片机做为控制核心，对各显示模块进行相应的控制，单片机控制系统电路图如下：
图 12 STC89C52最小系统
2．数码管部分
我们采用了2个两位共阳数码管对时间进行显示，第一个显示小时，第二个显示分钟，中间的“：”是两个闪烁的LED灯，用单片机定时器控制时间做到精确显示，数码管电路如图14所示：
图 13数码管电路3.流水灯设计
为了多采用LED小灯，和题目要求相吻合，我们决定用60个小灯流水点亮，一方面使系统美观，另一方面每秒移动一个小灯，作为时间显示的一部分。在流水灯的控制上，由于单片机没有足够多的引脚，于是我们选用移位寄存器74HC595进行控制，以两片示例，连接如图15所示：
图表 14 74HC595串行连接
4.按键控制部分
为了达到修改时间和设定闹钟的部分，在电路中设置了数个按键，控制时间的设定和闹钟的设定。
图 15 按键设计
5.声音部分
这一部分的元件我们还没有加上，我们计划是这样的，有线路板上方位置加两人蜂鸣器，一方面做为闹钟发声元件，另一方面，想设定音乐播放的功能。
图 16 蜂鸣器设计
三、软件编程
采用keil4作为编译环境，如图18所示
图 17 keil4
四、部分硬件设计
为了达到实用效果，我们用木板制作了电路外壳和支架，如图19所示：
图 18 装饰和支撑五、作品照片展示
**大学 物理学院 单片机花样流水灯设计实验 课题：花样流水灯设计 班级: 物理 *** 姓名: *** 学号: ……………
当今时代的智能控制电子技术，给人们的生活带来了方便和舒适，而每到晚上五颜六色的霓虹灯则把我们的城市点缀得格外迷人，为人们生活增添了不少色彩。 制作流水灯的方法有很多种，有传统的分立元件，由数字逻辑电路构成的控制系统和单片机智能控制系统等。本设计介绍一种简单实用的单片机花样流水灯设计与制作，采用基于MS-51的单片机AT89C51和发光二极管、晶振、复位、电源等电路以及必要的软件组成的以AT89C51为核心，辅以简单的数码管等设备和必要的电路，设计了一款简易的流水灯电路板，并编写简单的程序，使其能够自动工作。 本设计用AT89C51单片机为核心自制一款简易的花样流水灯，并介绍了其软件编程仿真及电路焊接实现，在实践中体验单片机的自动控制功能。该设计具有实际意义，可以在广告业、媒体宣传、装饰业等领域得到广泛应用。 关键字：AT89C51 单片机流水灯数码管
1. 单片机及其发展概况 单片机又称为单片微计算机，其特点是将微型计算机的基本功能部件（如中央处理器（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、定时/计数器及终端系统等）全部集成在一个半导体芯片上。单片机作为一种高集成度微型计算机，已经广泛应用于工业自动化控制、智能仪器仪表、通信设备、汽车电子与航空航天电子系统、智能家居电器等各个领域。 2. Protues仿真软件简介 Protues以其数量众多的元件数据库、标准化的仿真仪器、直观的捕获界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果, 为电子工程设计节约研发时间，节省了工程设计费用。利用Protues软件设计一款通过数码管显示计数时间的流水灯电路及Keil C软件编程后，再将两者关联则可以简单快速的进行仿真。 【实验设计目标】 设计要求以发光二极管作为发光器件，用单片机自动控制，对8个LED 灯设计至少3种流水灯显示方式，每隔20秒变换一次显示花样，计时通过一个二位七段数码管显示。
摘要 (2) 关键词 (2) 一引言 (3) 二实验原理 (4) 2.1发光二极管的基本工作原理 (4) 2.2伏安特性 (5) 三实验部分 (7) 3.1实验装置 (7) 3.2实验内容 (7) 3.2.1发光二极管伏安特性的测量 (7) 3.2.2. 开启电压法测波长由开启电压 (7) 3.2.3注意事项 (8) 3.3实验数据记录与处理 (8) 3.4实验结论 (14) 四结束语 (15) 五实验心得 (16) 参考文献 (17) 致谢 (18)
摘要 本文主要测量红光，白光，蓝光，绿光和黄光五种发光二极管的正向伏安特性可使我们深入理解发光二极管的发光原理、特性及其测量方法。通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。 Abstract In this paper, measure the red, white, blue, green and yellow, five light-emitting diode forward voltage characteristics allows us to understand the light-emitting diode light-emitting principle, characteristics and measurement methods. Usually abscissa voltage, current vertical axis, draw the curve of the components of current and voltage, known as the volt-ampere characteristic curve of the component. 关键词 发光二极管伏安特性电流源法 Keyword Light-emitting diodes Volt-ampere characteristic Current source method
太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告 专业班级测控1001班 学号 姓名 指导教师
实验四 变容二极管调频 一、实验目的 1、掌握变容二极管调频的工作原理； 2、学会测量变容二极管的Cj ～V 特性曲线； 3、学会测量调频信号的频偏及调制灵敏度。 二、实验仪器 1、双踪示波器一台 2、频率特性扫频仪（选项）一台 三、实验原理与线路 1、实验原理 （1）变容二极管调频原理 所谓调频，就是把要传送的信息（例如语言、音乐）作为调制信号去控制载波（高频振荡信号）的瞬 时频率，使其按调制信号的规律变化。 设调制信号：()t V t Ω=ΩΩcos υ ，载波振荡电压为：()t A t a o o ωcos = 根据定义，调频时载波的瞬时频率()t ω随()t Ωυ成线性变化，即 ()t t V K t o f o Ω?+=Ω+=Ωcos cos ωωωω （6-1） 则调频波的数字表达式如下： ()??? ? ?? ΩΩ+=Ωt V K t A t a f o o f sin cos ω 或 ()() t m t A t a f o o f Ω+=sin cos ω （6-2） 式中：Ω=?V K f ω 是调频波瞬时频率的最大偏移，简称频偏，它与调制信号的振幅成正比。比例常 数Kf 亦称调制灵敏度，代表单位调制电压所产生的频偏。 式中：F f V K m f f ?=Ω?=Ω=Ωω称为调频指数，是调频瞬时相位的最大偏移，它的大小反映了 调制深度。由上公式可见，调频波是一等幅的疏密波，可以用示波器观察其波形。 如何产生调频信号？最简便、最常用的方法是利用变容二极管的特性直接产生调频波，其原理电路 图6—1所示。
机电工程学院课程设计报告 课程名称：单片机课程设计 专业班级： 13电本2班 学号： 2013041632 学生：罗炜 指导教师：王清辉、何文丰 完成时间： 报告成绩：
交通灯设计 一、设计任务与要求 设计基本要求： （1）车辆通行繁忙的十字交叉路口，设计一交通灯控制器，设东西方向通行时间为30秒，当剩余3秒时黄灯亮，南北方向通行时间为20秒，当剩余3秒时黄灯亮。（2）东西、南北方向各用三个（绿、黄、红）LED表示，并用数码管显示东西、南北方向的剩余时间。 （3）可利用按键修改时间参数，可以利用按键切换东西南北交通灯的当前状态（即立刻东西由红变绿，南北有绿变红，并按设定的时间工作）。 二、方案设计与论证 表2-1：交通灯的工作状态表 根据表2-1所示可将交通灯的工作状态设为以下几个步骤： 1、初始状态时即为东西方向绿灯通行27秒+3秒黄灯，此时南北红灯亮。 2、随后是南北方向绿灯通行17秒+3秒黄灯，此时东西红灯亮。 3、通过按模式选择键一次来切换东西南北交通灯的当前状态。（通过设置定时计时器T1实现交通灯的计时） 4、通过按模式选择键第二次切换至南北方向红绿灯的计时设置，通过加减按键来确定南北方向红绿灯的计时数。 5、确定南北方向计数值后，通过按模式选择键第三次切换至东西方向红绿灯的计
时设置，通过加减按键来确定东西方向红绿灯的计时数。 6、确定交通灯计时数后再按下模式选择键后，交通灯便进入工作状态。 时间计时的实现：采用定时中断实现秒的精确计时（详细方案入下列程序设计所示）。 按键输入的实现：通过编写按键读取函数，来实现交通灯的状态以及时间值得设定（详细方案入下列程序设计所示）。
流水灯实习报告 一、实验原理 单片机通过P0口连接锁存器74ls273，P0同时作为低八位地址，实验板内P2口连接74ls138，任意一个输出连接74ls273片选，再将74ls273接八个LED灯，通过软件控制对74ls273送入显示数据就可以按要求显示了。 二、硬件原理图 三、实验程序 ORG 0000H AJMP START ORG 001BH AJMP INT
ORG 0100H START:MOV SP,#60H MOV TMOD,#10H MOV TL1,#00H MOV TH1,#4CH MOV R0,#00H MOV R1,#20 SETB TR1 SETB ET1 SETB EA SJMP $ INT:PUSH ACC PUSH PSW PUSH DPL PUSH DPH CLR TR1 MOV TL1,#B0H MOV TH1,#3CH SETB TR1 DJNZ R1,EXIT MOV R1,#20 MOV DPTR,#DATA
MOV A,R0 MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#8000H Movx @DPTR,A INC R0 ANL 00,#07H EXIT:POP DPH POP DPL POP PSW POP ACC RETI DATA:DB 05H,0AH,50H,0A0H,55H,0AAH,0FFH,0H END 四、实验功能 以实验机上74LS273做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使开机后第一秒钟L1,L3亮,第二秒钟L2,L4亮,第三秒钟L5,L7亮,第四秒钟L6,L8亮,第五秒钟L1,L3,L5,L7亮,第六秒钟L2,L4,L6,L8亮,第七秒钟八个二极管全亮,第八秒钟全灭,以后又从头开始,L1,L3亮,然后L2,L4亮……一直循环下去. 五、实验总结 通过这次课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。而安排课程设计的基本目的，是在于通过理论
电子实验报告 实验名称二极管的伏安特性日期2014/3/30 一、实验目的 1、了解二极管的相关特性 2、学会在面包板上搭接测量电路。 3、学会正确使用示波器测量二极管的输入输出波形 4、学习使用excel画出二极管的伏安特性曲线 5、学会正确使用函数信号发生器、数字交流毫伏表。 6、学习使用 Multisim 电子电路仿真软件。 二．实验仪器设备 示波器、函数发生器、面包板、二极管、电阻、万用表，实验箱等。 三、实验内容 1、准备一个测量二极管伏安特性的电路。 2、在面包板上搭接二极管伏安特性的测量电路，给电路加入可调的正向和反向的输入电压，分别测量不同电压下流经二极管的电流，记录数据，用excel 画出二极管的伏安特性曲线。 正向输入测量8组数据，反向测量6组。 3、给二极管的测量电路加入正弦波，用示波器分别测量二极管的输入输出波形，解释输出波形的特征。 4,利用二极管和电阻画出或门和与门，并连接电路，测量检验。 四、实验原理
示波器工作原理是利用显示在示波器上的波形幅度的相对大小来反映加在示波器Y偏转极板上的电压最大值的相对大小， 二极管是最常用的电子元件之一，它最大的特性就是单向导电，也就是电流 只可以从二极管的一个方向流过 电路图： 其伏安特性图为： 电路图为： 动态电路： 正向，二极管两端：
电阻两端： 反向：二极管两端
电阻两端 2）与门，或门可以通过二极管和电阻来实现。
五、实验数据 上述实验图分别对应的波形图及实验数据如下： 正向，二极管两端： 信号类型Vpp:V Vmax:V Vmin:V T:ms 输入信号 5.1 2.43 -2.71 1.9986 输出信号 3.4 0.7 -2.67 1.9997 电阻两端：
变容二极管调频与鉴频实验 实验报告 姓名： 学号： 班级： 日期：
变容二极管调频与鉴频实验（模块3、5） 一、实验目的 1）、了解变容二极管调频器的电路结构与电路工作原理。 2）、掌握调频器的调制特性及其测量方法。 3）、观察寄生调幅现象，了解其产生的原因及其消除方法。二、实验原理 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系。常用变容二极管实现调频。 变容二极管调频电路如下图所示。从J2处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从J1处输出为调频波（FM）。C15为变容二级管的高频通路，L1为音频信号提供低频通路，L1和C23又可阻止高频振荡进入调制信号源。
鉴频器 （1）鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。鉴频原理是：先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。因此，实现鉴频的核心部件是相位检波器。 相位检波又分为叠加型相位检波和乘积型相位检波，利用模拟乘法器的相乘原理可实现乘积型相位检波，其基本原理是：在乘法器的 一个输入端输入调频波)(t v s ，设其表达式为： ]sin cos[)(t m w V t v f c sm s Ω+= 式中，f m 为调频系数，Ω?=/ωf m 或f f m f /?=，其中ω?为调制信号产生的频偏。另一输入端输入经线性移相网络移相后的调频调相波)('t v s ，设其表达式为 )]}(2[sin cos{)(''ω?π ω++Ω+=t m V t v f c sm s )](sin sin[' ω?ω+Ω+=t m V f c sm 式中，第一项为高频分量，可以被滤波器滤掉。第二项是所需要
单片机技术与应用 实验报告 实验名称：外部中断实验（急救车与交通灯）班级：11062811 学号：11061118 姓名：吕琳涛 指导老师：谷雨 2013年5月20日
1. 实验要求 由以74LS273作为输出口，控制4个双色LED灯（可发红，绿，黄光），模拟交通灯管理,并允许急救车优先通过的要求。有急救车到达时，两向交通信号为全红，以便让急救车通过。假定急救车通过路口时间为10秒，急救车通过后，交通灯恢复中断前状态。本实验以按键为中断申请，表示有急救车通过。 2. 实验目的 1.学习外部中断技术的基本使用方法。 2.学习中断处理程序的编程方法。 3. 程序说明： 在本次实验中，我们可以确定外部中断的作用是用于有救护车行驶过来时对程序的进行的简单的控制。对于正常的红绿灯的亮灭我们可以参考第一个实验中流水灯的设计理念。综上所述我们这一次的实验就是流水灯与外部中断的结合。 通过对七种情况的罗列 1 0 0 1 0 1 1 0 南北绿，东西红 0 1 1 0 1 0 0 1 南北红，东西绿 1 0 0 1 1 1 1 1 只亮东西红 0 1 1 0 1 1 1 1 只亮南北红 0 0 0 0 0 1 1 0 南北黄，东西红 0 0 0 0 1 0 0 1 南北红，东西黄 0 0 0 0 1 1 1 1 全红 我们可以利用XBYTE[0xf200]这个函数对这几种情况进行读取与显
示，在不同情况进行显示的过程中我们用以前的delay函数进行时间上的规划从而达到依次显示的效果。 0x0f 全红XBYTE[0xf200]=0x0f; 0x96 南北绿，东西红XBYTE[0xf200]=0x96; 0x9f 只亮东西红XBYTE[0xf200]=0x9f; 0x06 南北黄，东西红XBYTE[0xf200]=0x06; 0x69 南北红，东西绿XBYTE[0xf200]=0x69; 0x6f 只亮南北红XBYTE[0xf200]=0x6f; 0x09 南北红，东西黄XBYTE[0xf200]=0x09; 在具体的实验代码编写过程中，我们会用到EA=1;EX0=1;IT0=1;用于设定外部中断0为跳变沿触发方式，默认为电平触发方式。interrupt 0函数是处理有救护车驶过时的情况。 至此，程序编写完成，放入软件中进行编译和下载。
51单片机流水灯试验 一、实验目的 1.了解51单片机的引脚结构。 2.根据所学汇编语言编写代码实现LED灯的流水功能。 3.利用开发板下载hex文件后验证功能。 二、实验器材 个人电脑，80c51单片机，开发板 三、实验原理 单片机流水的实质是单片机各引脚在规定的时间逐个上电，使LED灯能逐个亮起来但过了该引脚通电的时间后便灭灯的过程，实验中使用了单片机的P2端口，对8个LED灯进行控制，要实现逐个亮灯即将P2的各端口逐一置零，中间使用时间间隔隔开各灯的亮灭。使用rl或rr a实现位的转换。 A寄存器的位经过rr a之后转换如下所示： 然后将A寄存器转换一次便送给P2即MOV P2,A便将转换后的数送到了P2口，不断循环下去，便实现了逐位置一操作。
四、实验电路图 五、通过仿真实验正确性
代码如下：ORG 0 MOV A,#00000001B LOOP:MOV P2,A RL A ACALL DELAY SJMP LOOP DELAY:MOV R1,#255 DEL2:MOV R2,#250 DEL1:DJNZ R2,DEL1
DJNZ R1,DEL2 RET End 实验结果： 六、实验参考程序 #include
sbit P00=P0^0; sbit P01=P0^1; void delay(uchar t) { uchar i,j; for(i=0;i 发光二极管（LED）行业深度研究报告 目录 核心观点 (3) 一、LED概述 (4) （一）LED基本原理 (4) （二）LED的应用领域 (4) （三）LED产业链 (6) 二、全球LED产业状况 (9) （一）全球LED产业概况 (9) （三）全球LED价格走向 (10) （四）全球LED厂商分布 (12) （五）全球LED专利竞争 (16) （六）全球照明节能政策 (16) 三、国内LED产业状况 (19) （一）国内LED产业发展现状 (19) （二）国内LED产业地区分布 (20) （三）国内LED重点厂商情况 (21) （四）国内LED技术发展现状 (23) （五）国内LED未来产能预测 (24) 四、LED上游硅材料市场分析 (28) （一）全球硅材料生产供应情况 (28) （二）国内硅材料生产供应情况 (28) （三）单晶硅价格走势分析 (30) 五、LED下游市场需求分析 (31) （一）背光源市场 (31) （二）照明市场 (34) （三）景观照明 (36) （四）汽车车灯 (37) 六、LED行业发展前景展望 (38) （一）国家相关产业政策 (38) （二）发展有利和不利因素 (38) （三）行业未来发展前景 (39) 附件1：国内值得关注企业 (40) 核心观点 1、LED是半导体二极管的一种，它能将电能转化为光能，发出黄、绿、蓝等各种颜色的可见光及红外和紫外不可见光。与小白炽灯泡及氖灯相比，它具有工作电压和电流低、可靠性高、寿命长且可方便调节发光亮度等优点。 2、LED产业链从上游到下游行业的进入门槛逐步降低。上游为单晶片及其外延，中游为LED芯片加工，下游为封装测试以及应用。其中，上游和中游技术含量较高，资本投入密度大，为国际竞争最激烈、经营风险最大领域。在LED 产业链中，LED外延片与芯片约占行业70%利润，LED封装约占10~20%，而LED 应用大概也占10~20%。 3、在全球能源危机、环保要求不断提高情况下，寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰富、微型化的半导体LED照明已被世界公认为一种节能环保的只要途径。半导体灯采用发光二极管作为新光源，同样亮度下，耗电仅为普通白帜灯的1/10，使用寿命可以延长100倍。2007 年全球LED市场总额超过60亿美元，较上年增长大约13.7%，2006 年到2012 年间，LED 全球市场的年复合增长率将达14.6%。其中增长的主要部分是超高亮度和高亮度LEDs。 4、全球LED 产业主要分布在日本、中国台湾地区、欧美、韩国和中国大陆等国家与地区。其中日本约占据50%的份额，是全球LED 产业最大生产国。日本的日亚化学是全球最大的高亮度LED 供货商，丰田合成是全球第四、日本第二大高亮度LED 生产厂商。欧美地区的欧司朗（Osram Opto）为全球第二大也是欧洲最大高亮度LED厂商。我国台湾地区产值第二。由于台湾是全球消费电子产品生产基地，其LED 业以可见光LED 为主，目前是全球第一大下游封装及中游芯片生产地。 5、我国经过30 多年发展，我国LED 产业已初步形成较为完整的产业链，涵盖了LED 衬底、外延片、芯片封装及应用的各个环节。目前国内现有LED企业600多家，企业主要集中在下游封装和应用领域，外延和芯片环节发展相对滞后。国内从事LED 外延片生产的企业仅10 家左右，而从事LED 芯片生产的厂商也不多，产能集中度较高。 6、随着发光效率、应用技术的不断提升，LED的应用已经从最初的指示灯应用转向更具发展潜力的显示屏，景观照明、背光源、汽车车灯、交通灯、照明等领域，LED应用正呈现出多样化发展趋势。2006-2010年显示用LED销售额平均复合增长率为19.2%，景观照明销售额年均复合增长率将达到37.2%，LCD背光源用LED销售额年均复合增长率将达到31.5%。 7、国内LED 企业机遇挑战并存：2010 年LED 行业许多专利将逐渐到期，国内企业有望突破欧美日本巨头的知识产权枷锁，利用国内庞大的市场基础和丰富的劳动力资源，在全球LED 产业占据一席之地。 8、发展LED 产业符合我国倡导节能减排政策，“十一五”规划中国家将绿色照明列于十大节能工程首位。 电路实验四实验报告 实验题目：二极管伏安特性曲线测量 实验内容： 1.先搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调； 2.在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路； 3.测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好； 4.给二极管测试电路的输入端加Vp-p=3V、f=100Hz的正弦波，用示波器观察该电路的输 入输出波形； 5.用excel或matlab画二极管的伏安特性曲线。 实验环境： 数字万用表、学生实验箱（直流稳压电源）、电位器、整流二极管、色环电阻、示波器DS1052E，函数发生器EE1641D、面包板。 实验原理： 对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过（多数载流子导电），随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 为了测量二极管的伏安特性曲线，我们用直流电源和电位器搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调。调节电位器的阻值，可使二极管两端的电压变化，用万用表测出若干组二极管的电压和电流值，最后绘制出伏安特性曲线。电路图如下所示： 用函数发生器EE1641D给二极管施加Vp-p=3V、f=100Hz的交流电源，再用示波器观察二极管的输入信号波形和输出信号波形。电路图如下： 实验记录及结果分析： 得到二极管的伏安特性曲线如下： 结论：符合二极管的特性，即开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 2. 示波器显示二极管的输入输出波形如下图（通道1为输入波形，通道2为输出波形）： 微波与天线实验报告 实验名称：压控振荡器 实验指导：黎鹏老师 一、实验目的： 1.了解变容二极管的基本原理与压控振荡器的设计方法。 2.利用实验模组的实际测量使学生了解压控振荡器的特性。 3.学会使用微波软件对压控振荡器进行设计和仿真，并分析结果。 二、预习内容： 1．熟悉VCO的原理的理论知识。 2．熟悉VCO的设计的有关的理论知识。 三、实验设备： 项次设备名称数量备注 1 MOTECH RF2000 测量仪1套亦可用网络分析仪 2 压控振荡器模组1组RF2KM9-1A 3 50Ω BNC及1MΩ BNC 连接线4条CA-1、CA-2 、CA-3、CA-4 4 直流电源连接线1条DC-1 5 MICROWAVE软件1套微波软件 四、实验步骤 1、硬件测量： 1．对MOD-9,压控振荡器的频率测量以了解压控振荡电路的特性。 2．准备电脑、测量软件、RF-2000,相关模组，若干小器件等。 3．测量步骤: MOD-9之P1端子的频率测量： ⑴设定 RF-2000测量模式：COUNTER MODE. ⑵用DC-1连接线将RF-2000后面12VDC 输出端子与待测模组之12VDC 输入端子连接起来。 ⑶针对模组P1端子做频率测量。 ⑷调整模组之旋钮，并记录所量测频率值： 最大_623_______ MHZ。 最小___876_____ MHZ。 4．实验记录：填写各项数据即可。 5．硬件测量的结果建议如下为合格： RF2KM9-1A MOD-9 fo 600-900MHZ Pout≥5dBm 6．待测模组方框图: 2、软件仿真： 1、进入微波软件。 2、在原理图上设计好相应的电路，设置好端口，完成频率设置、尺寸规范、 器件的加载、仿真图型等等的设置。 51单片机实验报告 实验一 点亮流水灯 实验现象 Led灯交替亮，间隔大约10ms。实验代码 #include void Delay10ms(unsigned int c) { unsigned char a, b; for (;c>0;c--) { for (b=38;b>0;b--) { for (a=130;a>0;a--); } } } 实验原理 While（1）表示一直循环。 循环体首先将P0的所有位都置于零，然后延时约50*10=500ms，接着P0位全置于1，于是LED全亮了。接着循环，直至关掉电源。延迟函数是通过多个for循环实现的。 实验2 流水灯（不运用库函数） 实验现象 起初led只有最右面的那一个不亮，半秒之后从右数第二个led 也不亮了，直到最后一个也熄灭，然后led除最后一个都亮，接着上述过程 #include 非线性电阻特性研究(一) 【实验目的】 （1）了解并掌握基本电学仪器的使用。 （2）学习电学实验规程，掌握回路接线方法。 （3）学习测量条件的选择及系统误差的修正。 （4）探究发光二极管和热敏电阻在常温下的伏安特性曲线。 【实验仪器】 发光二极管（BT102）热敏电阻（根据实验室情况选择）滑动变阻器（0~100 Ω）定值电阻（400Ω）毫安表（0~50mA）微安表(0~50μA) 电压表（0~3v 0~6v）电源（10v）导线等 【实验原理】 （1）当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻R（R=U/I）。若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件。若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。 一般金属导体的电阻是线性电阻，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线（见图b）。从图上看出，直线通过一、三象限。它表明，当调换电阻两端电压的极性时，电流也换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数。 常用的晶体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。 LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它属于固态光源，其基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用（如图一）。 常规的发光二极管芯片的结构如图二所示，主要分为衬底，外延层（图2中的N型氮化镓，铝镓铟磷有源区和P型氮化镓），透明接触层，P型与N型电极、钝化层几部分。 图3 发光二极管的工作原理 ） ） ）电 子 的 电 势 能 电 子 的 电 势 能 变容二极管调频实验 一、实验目的 1、掌握变容二极管调频电路的原理。 2、了解调频调制特性及测量方法。 3、观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。 二、实验内容 1、测试变容二极管的静态调制特性。 2、观察调频波波形。 3、观察调制信号振幅时对频偏的影响。 4、观察寄生调幅现象。 三、实验仪器 1、信号源模块1块 2、频率计模块1块 3、 3 号板1块 4、双踪示波器1台 5、万用表1块 6、频偏仪（选用）1台 四、实验原理及电路 1、变容二极管工作原理 调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系。常用变容二极管实现调频。 变容二极管调频电路如图1所示。从P3处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从P2处输出为调频波（FM）。C15为变容二级管的高频通路，L2为音频信号提供低频通路，L2可阻止外部的高频信号进入振荡回路。本电路中使用的是飞利浦公司的BB910型变容二极管，其电压-容值特性曲线见图12-4，从图中可以看出，在1到10V的区间内，变容二极管的容值可由35P到8P左右的变化。电压和容值成反比，也就是TP6的电平越高，振荡频率越高。 图2表示出了当变容二极管在低频简谐波调制信号作用情况下，电容和振荡频率的变化示意图。在（a ）中，U 0是加到二极管的直流电压，当u ＝U 0时，电容值为C 0。u Ω是调制电压，当u Ω为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反向偏压增大；变容二极管的电容减小；当u Ω为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反向偏压减小，变容二极管的电容增大。在图（b ）中，对应于静止状态，变容二极管的电容为C 0，此时振荡频率为f 0。 因为LC f π21= ，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。从图（a ） 中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LC f π21= ，f 和C 的关系也是非线性。不难看出，C-u 和f-C 的 非线性关系起着抵消作用，即得到f-u 的关系趋于线性（见图（c ））。 /* * 实现基于C51的交通信号灯的控制操作 * 使用器件->> * 1.74HC138用于控制LED的位选码的设定 * 2.T0->>实现一个时间的定时操作（设置为10ms） * 3.P0->>作为LED现实的断码输出端 * 4.P1->>作为LED交通灯的信号灯的控制端 * 5.P2->>作为74HC138的为选码的控制端 * 6.P3.2->>作为一个复位的中断信号处理（与K1相连用于控制复位交通信号灯） * 需要考虑的一个问题是-》这个难道南北方向和东西方向的时间控制长短是一样的？#include 发光二极管光通量的测定及研究 发光二极管光通量的测定及研究 上海时代之光 二,LED光通量的积分球相对法测量研究 LED光通量的积分球测量系统连接如图所示. 测量前的准备: 1, 依照被测LED功率的不同,我们选用不同直径的LED测量专用积分球. 2, 采用恒定直流源作为 实验1 温度对LED光通量输出的影响 下表为采用我们的积分球系统测量所得到的某一350mA LED光通量随着LED点 亮后温度 的升高而变化的数据. 记录温度(℃) 光通量(lm) 1 25 41.9 2 25 41.9 3 25 40.9 4 26 41.8 5 28 39.9 6 30 38.2 7 30 38.4 8 31 38.0 9 31 37.8 10 32 38.0 11 32 37.3 12 35 37.4 13 35 37.1 14 38 36.7 15 38 36.2 16 39 36.4 17 40 36.7 18 40 36.2 19 42 35.8 20 42 36.1 21 42 35.5 22 42 35.8 23 42 36.0 *说明:上表中的温度指的是LED光出射方向中心表面封装处的温度. 上表相应的350m A LED 温度—光通量关系变化趋势经过直线拟合后绘制如下: 从图中我们可以看到,被测LED光通量大小随封装表面温度的升高出现了下降的 情况. 而从我们其他LED相关试验的结果来看,都呈现出了光通量与温度相反方向的变化关系,只 是随着被测LED的功率不同,功率大的LED光通量变化明显一些,功率较小的LED光通量变 化相对小些. LED环氧树脂封装表面温度,作为表征LED内部P-N结温度的外部表现,从被测LED点 燃开始的温度升高过程中,该LED光通量的输出也发生了或多或少,但相对明显的降低,LED 内部P-N温度的升高导致了LED光通量输出的减少. Lamina公司也曾做过其产品BL-4000 白色LED光通量输出跟节点温度之间变化关系的 相关研究. 发现其产品BL-4000 白色LED的光输出会随着节点温度的升高而降低,同时发现这种 效果在580nm到780nm之间的范围内会更加明显.所以,对于大功率LED产品来说,为了保 证其有最大(或最佳)的光输出,必须要有最优化的散热设计,尽可能地把LED内部P-N 节点温度保持在较低的状态. 较长时间点亮后的LED,其内部P-N节点温度达到一个相对的稳定;而这个稳定温度无 疑正受着环境温度等的影响.通过本实验,要说明的是:LED作为一个受测量环境影响比较 明显的光源,我们在进行LED相关参数包括光通量等的测量时,必须要有统一并严格保持这 一恒定的环境温度,否则测量结果里就可能存在着比较明显的偏差. 同时,LED测量专用积分球内部空间相对狭小,由于被测LED长时间的点亮很可能就会 造成积分球内部温度的升高.所以,对于LED这种对温度相当敏感的光源来说,更不能在封 闭的积分球内进行长时间的点亮测量.这些都是LED光通量测量结果产生偏差的原因. 实验2 LED放置方向对其总光通量测量结果的影响 积分球放置:探测器所在窗口在测量者所面对积分球的正背面. 定义LED的放置方向: 上:LED机械轴垂直,LED光出射方向向上. 左:LED光出射方向向左. 右:LED光出射方向向右. 前:LED光出射方向向观察者方向. 后:LED光出射方向背观察者方向,向挡屏方向. 北京物资学院信息学院实验报告 课程名_ 电子技术实验名称二极管半波整流实验 实验日期 2012 年 3 月 5 日 实验报告日期 2012 年 3 月 26 日 姓名____曾曦________学号___00__________ 小组成员名称_____________无___________________ 一、实验目的 1．熟悉模拟电路实验箱系统硬件电路结构和功能 2．掌握虚拟示波器和万用表的使用方法 二、实验内容 为了更好地掌握模拟电路实验箱各组成部件的硬件电路结构和功能，我们将设计一个二极管半波整流电路，用虚拟万用表测量电压、电阻值，应用虚拟示波器测量波形。 三、实验环境 1．实验箱TD_AS 2．PC +虚拟仪器（万用表+示波器） 四、实验步骤（描述实验步骤及中间的结果或现象。在实验中做了什么事情，怎么做的，发生的现象和中间结果） 1．模拟电路实验箱系统硬件结构和功能 ·通用实验单元：基本放大电路、差动放大电路、集成运算电路、功率放大器、串联稳压电路、集成稳压电路。 ·恒压源单元：DC ① +～+12V、；～-12V、。 ② +12V、； -12V、。 ③ +5V、； -5V、； +、。 AC ：、。 ·波形发生器单元：输出波形：方波、三角波、正弦波。 幅值：方波 Vp-p：0～12V。 三角波 Vp-p：0～12V。 正弦波 Vp-p：0～12V。 频率范围（四档）：2Hz～20Hz、20Hz～200Hz、200Hz～2KHz、2KHz～80KHz。 ·直流信号源单元：两路～+、-5V～+5V 两档连续可调。 ·开关及显示：12组开关，8组显示灯。 ·元器件单元：包括电位器、电阻器、电容器、二极管。 ·可选配PAC开发板：PAC10、 PAC20 、PAC80。 ·可选配OSC虚拟仪器： 数字存储示波器、X-Y测量：双通道、实时采样率2MHz，存储深度16K。 数字万用表：测量电阻、电容、电压、电流。 2.二极管半波整流电路 3．用示波器测量波形图过程和结果 实验报告实验名称:交通灯实验 姓名 班级 日期 实验要求： 1. 请使用单片机系统主机板和单片机系统键盘、显示板设计一个硬件系统，最终实 现一个交通路口红绿灯的控制。用两个数码管显示秒，8个LED灯分成四组，分别作为十字交叉路口的红绿灯。 2. 相对双向绿灯的最后几秒时，绿灯要闪烁，即亮灭交替，亮灭时间均为0.5秒， 然后变成红灯。 3. 每组同学可自行设计进行连接，形成一个单片机硬件系统。 4. 模拟调试完成后，用STC-ISP下载编程软件将生成的*。HEX文件在线下载到单片 机中。 5.下载后，按复位键执行程序，检验程序运行结果。 硬件连线方案： 程序流程图： 源代码： #include 嵌入式系统应用 实验报告 姓名： 学号： 学院： 专业： 班级： 指导教师： 实验1、流水灯实验 1.1实验要求 编程控制实验板上LED灯轮流点亮、熄灭，中间间隔一定时间。 1.2原理分析 实验主要考察对STM32F10X系列单片机GPIO的输出操作。 参阅数据手册可知，通过软件编程，GPIO可以配置成以下几种模式： ◇输入浮空 ◇输入上拉 ◇输入下拉 ◇模拟输入 ◇开漏输出 ◇推挽式输出 ◇推挽式复用功能 ◇开漏式复用功能 根据实验要求，应该首先将GPIO配置为推挽输出模式。 由原理图可知，单片机GPIO输出信号经过74HC244缓冲器，连接LED灯。由于74HC244的OE1和OE2都接地，为相同电平，故A端电平与Y端电平相同且LED灯共阳，所以，如果要点亮LED，GPIO应输出低电平。反之，LED灯熄灭。 1.3程序分析 软件方面，在程序启动时，调用SystemInit()函数（见附录1），对系统时钟等关键部分进行初始化，然后再对GPIO进行配置。 GPIO配置函数为SZ_STM32_LEDInit()（见附录2），函数中首先使能GPIO 时钟： RCC_APB2PeriphClockCmd(GPIO_CLK[Led], ENABLE); 然后配置GPIO输入输出模式： GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP； 再配置GPIO端口翻转速度： GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz； 最后将配置好的参数写入寄存器，初始化完成： GPIO_Init(GPIO_PORT[Led], &GPIO_InitStructure)。 初始化完成后，程序循环点亮一个LED并熄灭其他LED，中间通过Delay()函数进行延时，达到流水灯的效果（程序完整代码见附录3）。 实验程序流程图如下： 硬件方面，根据实验指南，将实验板做如下连接： 1.3实验结果发光二极管(LED)行业深度研究报告
电路实验四实验报告_二极管伏安特性曲线测量
压控振荡器实验报告
51单片机实验报告
发光二极管及热敏电阻的伏安特性研究
变容二极管调频实验报告(高频电子线路实验报告)
基于AT89C51单片机的交通灯实验报告
发光二极管光通量的测定及研究(精)
实验1二极管实验报告
单片机仿真交通灯实验
嵌入式系统流水灯,按键,定时器实验报告
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