低功耗中 LED 指示灯的应用问题-上海实邦电子科技有限公司

2024/11/6 13:39:51 点击：

前言

我们知道 LED 灯发光的强弱是根据流过它的电流大小决定的，当然是要在它能正常工作的范围内。若要降低功耗，可以适当降低电流，但同时亮度也会下降。

对于不同的 LED 灯他们的亮灯电流也有所不同的：

上面表格可作为一般参考，具体的电流需求可能因 LED 的具体型号和制造工艺而有所不同。

单从电流上来看，一般红灯和黄灯甚至是绿灯功耗相对来说都低一些，红灯甚至有些专门针对低功耗设计的。

但是对于我们选型，除了电流，还需要考虑电压，因为平时应用都会给 LED 灯串联一个电阻使用。

实际上平时应用起来我们也不会特意的去计算，应该串联多大的电阻使得他在正常的工作范围内，比如我们一般在 3.3V 的供电情况下，给作为指示灯的 LED 灯串联一个 3.3K 的电阻就行了，基本上什么颜色的 LED 灯都行。

我们提到 LED 灯的电流，一是因为确实不同的 LED 灯的工作电流不一样，二是在低功耗环境下，我们当然是希望电流越小越好，那这里其实就要根据大家自己的实际情况串联电阻了，因为串联电阻越大，流过 LED 灯的电流越小，LED 灯会更暗，你要在保证能够满足亮度效果了的情况下，串联合适的电阻。

需要注意的一点就是，3.3V 的电源，串联了电阻后，在 LED 灯两端的电压，肯定是小于3.3V 的，我们低功耗环境中有些 IO 口是 1.8V 的，使用 IO 口驱动 LED 灯会存在有些灯根本亮不了的情况，这就要看下面我们要提到的 LED 灯的工作电压了。

还得额外提一点，不同颜色的LED在相同电流下的亮度不同，

通常红色、绿色的 LED 光效较高，在较低电流下也能达到所需亮度。

电流大小直接关系到 LED 灯的亮度，那么在低功耗产品中，LED 灯的工作电压其实是一个重要的参数。

在上面我已经提到过，在有些低功耗场景， 1.8V 的电压时候，一些 LED 灯根本亮不起来。

和电流一样，我这里给 LED 灯的工作电压也做了个表格：

上面表格可作为一般参考，实际应用中应根据具体 LED 的规格书来确定准确的工作电压。

通过上面我们可以很明显的知道，其实我们已经可以得出结论在低功耗场合为了更加的节能，指示灯选择红色相对来说更加合理。

根本原因就是红色 LED 灯的工作电压低，较小电流下亮度也能达到较高的亮度，效率高，工作电流要求也相对较低，在于其低电压和低电流下也能提供足够亮度，非常适合低功耗的应用。

问题：

LED 的工作电压通常是指在特定的电流条件下（工作电流）LED 两端的典型压降，实际上在比起标称电压稍低的电压下仍然可以发光，只不过亮度会比较低。

好了，到这里，我们应该已经完全了解了在低功耗产品中，想要更加的低功耗，为什么会选择红色 LED 灯了。

我们做好了硬件的设计，那么在程序中，我们有没有什么讲究呢？这个下面我会分享一个小技巧，能用上就用，用不上就当了解。

本小结其实与低功耗无关，属于额外附加段落。

既然聊到了 LED 灯的使用，那么就直接给个简单的应用计算，告诉大家怎么选择 LED 灯的串联电阻。

下面我就直接上计算步骤，供大家参考：

声明，本小结技巧只适用于部分 51 单片机，在休眠唤醒的那一刻用来指示自己工作状态的情况。

LED 灯作为指示灯，程序设计中我们常规的做法，写一个LED 灯的闪烁程序用来指示：

上面我们延时了用多少 ms ，完全看自己的应用要求，反正 delay 的时间其实都是相对功耗高的时候，一般这个时候系统也是不能休眠的，时间太长功耗就大，这个根据自己需求来。

但是我们本节要说到的就是在 51 单片机做低功耗产品时，利用部分 51 单片机初始化的时候 IO 的电平跳变来实现的 LED 灯闪烁效果，并不需要软件额外的代码去翻转 IO 口。

举个例子，下面代码是在 51 单片机上一段控制休眠唤醒的程序：

上面的大概意思就是进入休眠以后通过不同的唤醒源唤醒，在程序中并没有 IO 口翻转的的程序，但是单片机在每次唤醒的时候， IO 口的电平会产生跳变，会导致 LED 灯闪烁一次，正好当成唤醒工作的指示灯， LED 灯的硬件设计是使用 IO 口直接驱动，如下图：

上面这种情况，是因为51 单片机在复位过程中，I/O口的状态可能会经历一个未定义的阶段，导致在初始化完成之前I/O口的状态会有短暂的变化。我们以往的应用往往是如何去避免这个跳变，在这种低功耗指示灯的厂家下，反而可以利用这一点，为我们的产品做指示灯使用。

本文主要说明了一下在低功耗的产品中，需要用到的 LED 指示灯选择相关的问题，还提到了在部分单片机应用中可以利用单片机唤醒时候 IO 口的跳变实现 LED 的指示功能。

整体还是比较简单的，那本文就到这里，谢谢大家！