简易发光二极管的电平指示电路

发光二极管电路发光二极管（LED）是一种半导体器件，具有高效、节能、寿命长等优点，因此在现代电子技术中得到了广泛应用。

本文将介绍发光二极管电路的基本原理、常见电路和应用。

一、基本原理发光二极管是一种具有单向导电性的半导体器件，其结构类似于普通二极管，但在PN结上加入了特殊的材料，使其能够发出光。

当LED正向偏置时，电子从N区向P区流动，与空穴复合时会释放出能量，这些能量以光的形式发射出来，形成发光现象。

二、常见电路1.单个LED电路单个LED电路是最简单的LED电路，只需要将LED连接到电源上即可。

但是，由于LED的电压和电流都比较低，需要使用限流电阻来保护LED，防止过流过压损坏LED。

2.串联LED电路串联LED电路是将多个LED连接在一起，形成串联电路。

由于LED的电压是固定的，因此需要根据串联LED的数量来选择合适的电源电压。

同时，为了保护每个LED，需要在每个LED之间加上限流电阻，以保证电流均匀分配。

3.并联LED电路并联LED电路是将多个LED连接在一起，形成并联电路。

由于LED的电流是固定的，因此需要根据并联LED的数量来选择合适的电源电流。

同时，为了保护每个LED，需要在每个LED之间加上限压电阻，以保证电压均匀分配。

三、应用1.照明LED照明是目前最为广泛的LED应用之一。

由于LED具有高效、节能、寿命长等优点，因此被广泛应用于室内照明、路灯、汽车照明等领域。

2.显示LED显示是另一个重要的LED应用领域。

由于LED具有高亮度、高对比度、高刷新率等优点，因此被广泛应用于数码管、点阵屏、大屏幕等显示设备中。

3.信号指示LED信号指示是LED应用的另一个重要领域。

由于LED具有高亮度、寿命长等优点，因此被广泛应用于电子产品中的指示灯、警示灯等。

发光二极管电路是现代电子技术中不可或缺的一部分，其应用范围广泛，未来还将有更多的应用领域。

项目一发光二极管指示交通灯电路的设计与制作一、项目描述在城乡街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮，表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮，表示该条道路允许通行。

智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行，实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题。

本学习项目采用常见的发光二极管来模拟城乡街道的交通信号指示灯，通过51单片机的IO端口来控制红色、黄色、绿色三种发光二极管的发光状态，实现一个简单的交通灯控制电路，从而达到自动控制十字路口的红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口城乡交通管理自动化。

图1.1 交通信号灯二、项目分析1．工作任务及要求任务：设计单片机最小系统电路并制作硬件电路和软件编程，实现发光二极管构成的3个指示灯（红、黄、绿）按照要求进行显示。

要求：（1）设计一个十字路口的交通灯控制电路，由红、黄、绿发光二极管构成的单片机最小系统电路，要求南北方向和东西方向两个交叉路口的车辆交替运行；（2）每次绿灯变红灯时，要求黄灯先亮3S，才能变换运行车辆；（3）合理选择电路元器件，通过查手册确定所选用的电路元器件的主要性能特点及管脚排列；（4）画出安装布线图；（5）进行电路安装（6）进行电路调试与测试，并分析测试现象。

2．学习产出单片机最小系统电路板，装配的发光二极管模拟城乡街道的交通信号灯控制电路，技术文档（工作任务及要求，电路设计步骤，电路原理图及原理分析，选用的芯片电路特点及管脚排列图，电路安装布线图，电路装配的工艺流程说明，调整测试记录，测试结果分析等）。

三、项目分解根据上面对项目的分析，我们依据循序渐进的原则，按照对单片机从没有接触过到能够搭建一个最小系统电路，然后再到能用Proteus仿真软件进行仿真，再到对LED电路进行Keil软件的调试，最后实现红黄绿发光二极管交通灯电路的设计与制作。

led高低电平点亮方式摘要：1.LED 高低电平点亮方式简介2.低电平点亮LED3.高电平点亮LED4.总结与展望正文：LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是一种能够将电能转化为光能的半导体器件。

在电子电路中，LED 广泛应用于指示灯、显示屏、照明等领域。

根据输入电压的不同，LED 的点亮方式可以分为低电平点亮和高电平点亮。

1.LED 高低电平点亮方式简介低电平点亮LED：当输入电压低于LED 的阈值电压时，LED 不发光；当输入电压达到LED 的阈值电压时，LED 开始发光。

随着输入电压的继续增加，LED 的亮度逐渐增强。

在实际应用中，低电平点亮方式常用于数字电路的显示和指示功能。

高电平点亮LED：当输入电压高于LED 的阈值电压时，LED 不发光；当输入电压降低到LED 的阈值电压以下时，LED 开始发光。

随着输入电压的继续降低，LED 的亮度逐渐增强。

在实际应用中，高电平点亮方式常用于模拟电路的波形显示和比较器电路等。

2.低电平点亮LED在低电平点亮方式中，LED 的阴极连接到地（GND），阳极连接到输入信号。

当输入信号电压低于LED 的阈值电压时，LED 不发光；当输入信号电压达到LED 的阈值电压时，LED 开始发光。

可以通过改变输入信号的电压大小来控制LED 的亮度。

3.高电平点亮LED在高电平点亮方式中，LED 的阴极连接到输入信号，阳极连接到地（GND）。

当输入信号电压高于LED 的阈值电压时，LED 不发光；当输入信号电压降低到LED 的阈值电压以下时，LED 开始发光。

可以通过改变输入信号的电压大小来控制LED 的亮度。

4.总结与展望LED 高低电平点亮方式取决于输入信号的电压与LED 阈值电压的关系。

低电平点亮方式适用于数字电路，而高电平点亮方式适用于模拟电路。

在实际应用中，可以根据电路需求选择合适的点亮方式。

郑州科技学院《模拟电子技术》课程设计题目学生姓名专业班级学号院（系）指导教师完成时间目录1 课程设计目的 (1)2 课程设计的任务与要求 (1)3 设计方案与论证 (1)3.1设计过程 (1)3.2理论论证 (3)4各单元电路设计及简要说明 (3)5仿真结果分析 (5)6总体电路安装接线 (5)6.1对电路中各元器件进行分析 (6)6.2元器件的检测与识别 (6)6.3实物的安装与焊接 (7)7调试过程 (9)8总结 (9)附录1：总体电路原理图 (12)附录2：实物图 (13)附录3：元器件清单 (14)1 课程设计目的1.理解发光二极管电平指示电路的工作原理。

2.能够根据发光二极管电平指示电路的原理图搭建电路。

3.能够根据发光二极管电平指示电路的原理图检测电路、排除故障。

4.培养一定的团队合作能力。

2 课程设计的任务与要求1.理解发光二极管电平指示电路的工作原理。

2.能够根据发光二极管电平指示电路的原理图搭建电路。

3.熟悉个元器件的性能（二极管，电容，LED灯，色环电阻）。

4.掌握个元器件在面包板上的插接方法。

5.按工艺要求对元器件进行焊接，以及参数的测试。

6.能够通过发光二极管发光的个数，判定电压的高低。

3 设计方案与论证3.1设计过程经过查找资料与反复论证，确定两种实验方案分别如下：第一种方案：如图3-1所示，随着信号UI的增加，LED被逐次点亮，亮灯数目的多寡则反映了信号的强度。

其基本原理是：当UI大于0.6~0.9V时，VT1由截止变为导通，LED1电亮，以后UI每增加约0.1V，后续LED就被电亮一只，以此来对信号进行直观指示。

图3-1 原理图第二种方案：如图3-2所示，当输入端加的直流或交流电压从低往高变化时，发光二极管LED1-LED5亮的个数慢慢增加。

其中，二极管VD1与电解电容C构成半波整流电容滤波电路，它的功能是把输入的交流电变成脉动的直流电。

图3-2原理图经过对两种方案的对比分析发现第一种方案所示电路由于采用分立元件，所以元件数量较多，封装后体积较大，故选择第二种方案。

[图]LED通用电平显示电路电路图[图]LED通用电平显示电路利用10个发光二极管作为输入端电平变化的显示，输入端电平信号可以是通过各类传感器和变换电路而探测的各种物理量，如电压、电流、温度、湿度、亮度、响度、音频、距离、磁场强度、重量等等。

用它做成的电平显示器，既醒目、直观，又方便、实用，并且能反映瞬间变化的信号，用途十分广泛。

例如，在电路设计制作中，它既可以通过探头和处理电路实现温度控制和显示，用于烘箱、冰箱、空调、热塑封机等设备上，也可以通过分压变换电路实现电压高低的直观显示，用于仪器、仪表、音响及办公设备上。

核心电路采用了塑封双列直插的18脚LED点条显示驱动集成电路LM3914，电路构成及管脚功能如图1 所示。

LM3914内部含有10个相同的电压比较器，它们的输出端可以分别直接驱动外接的10只发光二极管(VDl—VDl0)作条状显示，也可以实现点状显示。

它们的反相输入端并联在一起，并通过一个缓冲器接到输入端⑤脚。

而10个同相输入端分别接到由10个精密电阻串联而成的多级分压器上。

而这个分压器的两端在内部没有与其它电路或公共端相连，而是直接由⑥、④脚引出，通常将之称为悬浮式，这样使得应用电路的设计更加灵活和方便。

此集成电路内部还包含一个悬浮式1．25V的标准电压源，直接由⑦、⑧脚引出。

分压器两端⑥、④脚即可直接接1．25V的标准电压源，也可外接设定的其它电压值。

点状或条状显示的选择方式为：⑨、（11）脚相接(或⑨脚悬空)为点状显示，⑨、③脚相接为条状显示。

LM3914的电源电压范围很宽，可在3—18V范围内选择，实际应用中，通常取6—12V。

模拟信号由⑤脚输入，并经内部高输入阻抗缓冲器后加至内部10级电压比较器的反相输入端，每级电压比较器的同相输入端被一串分压电阻偏置在不同的比较电平上。

由于分压电阻均为1kΩ，故10级比较器的进位电平呈线性变化。

当④脚接地。

⑥与设定的基准电压UO相连(当然也可相连内部的1250mV的基准电压输出端⑦脚)每级分压器上的电压均为1\10 UO。

LM324设计的LED电平指示器电路图本文介绍用LM324制作的两款LED电平指示器电路。

LED电平指示器常应用于音频电路及功放电路中的输出电平指示。

LM324是四运放集成电路.１、首先介绍的LED电平指示器带有可调增益放大级，既可以接在音频功放电路的输出端，作为功放输出电平指示，也可以接在音频前置放大电路输出端（音量控制电路之前），作为前置级的电平指示器。

电路见下图电路中，由LM324运放构成一个增益可调的放大前级，可调电阻RP用来调节增益量；LED驱动电路由三极管V、电容器C3、稳压二极管VS,电阻器R1一Rn、发光二极管VLl 一VLn和二极管VD1一VDn组成。

来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经C2藕合加至LM324运放的5脚，经LM324和三极管放大后，从三极管的发射极输出信号电压，将VLl一V Ln逐级点亮。

音频输人信号越强，点亮发光二极管的个数也越多。

元器件选择R01-R05和R1-Rn选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。

RP选用超小型电位器或立式可变电阻器。

C1-C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器。

VD1-VDn选用1 N4148型硅开关二极管或2AP5VS选用1/2W、3.6V的硅稳压二极管。

VU-V Ln均选用币5mm的红色高亮度发光二极管。

V选用C8050或58050、3 DG8050型硅NPN晶体管。

IC选用LM324型运算放大集成电路。

２、下面介绍的LED电平指示器自身不带增益放大电路，可用于音频功放输出端的电平指示器。

但是本电平指示器有移动点光式和逐级点亮式两种显示方式可以选择。

电路原理图见附图所示。

当输入音频信号电平小于0.7 V时，Nl输出高电平，将VLI点亮；当输入信号电平在0.7-1.4V之间时，N2输出高电平，一方面使V L2点亮，另一方面通过V D6使N1的反相输人端变为高电平，使N1输出低电平，VLI熄灭。

同理，若输入信号电平变高，则VL1和V L4将会分别点亮，呈移动点光式的显示。