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文檔簡介
-.z前言隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化,在許多場合可以看到彩色霓虹燈。LED彩燈由于其豐富的燈光色彩,低廉的造價以及控制簡單等特點而得到了廣泛的應(yīng)用,用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時尚。但目前市場上各式樣的LED彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實現(xiàn),電路構(gòu)造復(fù)雜、功能單一,這樣一旦制作成品只能按照固定的模式閃亮,不能根據(jù)不同場合、不同時間段的需要來調(diào)節(jié)亮燈時間、模式、閃爍頻率等動態(tài)參數(shù)。這種彩燈控制器構(gòu)造往往有芯片過多、電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點。此外從功能效果上看,亮燈模式少而且樣式單調(diào),缺乏用戶可操作性,影響亮燈效果。因此有必要對現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)展改良。本文提出了一種基于AT89C51單片機的彩燈控制方案,實現(xiàn)對LED彩燈的控制。本方案以AT89C51單片機作為主控核心,與鍵盤、顯示、驅(qū)動等模塊組成核心主控制模塊。在主控模塊上設(shè)有8個按鍵和5位七段碼LED顯示器,根據(jù)用戶需要可以編寫假設(shè)干種亮燈模式,利用其內(nèi)部定時器T0實現(xiàn)一個根本單位時間為5ms的定時中斷,根據(jù)各種亮燈時間的不同需要,在不同時刻輸出燈亮或燈滅的控制信號,然后驅(qū)動各種顏色的燈亮或滅。該新型LED彩燈及其控制器是***公司委托開發(fā)產(chǎn)品,產(chǎn)品實際應(yīng)用效果較好,亮燈模式多,用戶可以根據(jù)不同場合和時間來調(diào)節(jié)亮燈頻率和亮燈時間。與普通LED彩燈相比,具有體積小、價格低、低能耗等優(yōu)點。摘要本設(shè)計介紹了一種新型的LED彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計方法,以AT-89C51單片機作為主控核心,與按鍵、顯示器等較少的輔助硬件電路相結(jié)合,利用軟件實現(xiàn)對LED彩燈進(jìn)展控制。本系統(tǒng)具有體積小、硬件少、電路構(gòu)造簡單及容易操作等優(yōu)點。以及LED技術(shù)的用途和開展前景。關(guān)鍵字:LEDAT89C51控制器目錄前言 1摘要21AT89C51單片機的原理簡介 51.1主要特征 51.2管腳說明 51.3振蕩器特性 71.4芯片擦除 71.5串口通訊 72LED工作原理、特性及應(yīng)用 112.1LED發(fā)光原理 122.2LED的特性 12極限參數(shù)的意義 12電參數(shù)的意義 122.3LED的分類 13按發(fā)光管發(fā)光顏色分 13按發(fā)光管出光面特征分 13按發(fā)光二極管的構(gòu)造分 14按發(fā)光強度和工作電流分 142.4LED的應(yīng)用 14單LED電平指示電路 14單LED可充作低壓穩(wěn)壓管用 152.4.32.5發(fā)光二極管的檢測 152.5.1普通發(fā)光二極管的檢測2.5.2系統(tǒng)功能3彩燈設(shè)計 183.1硬件設(shè)計 18主控模塊電路選型 18管內(nèi)LED板模塊選型 183.2軟件設(shè)計 203.3LED技術(shù)的開展前景 24結(jié)論 29致謝 30參考文獻(xiàn) 311AT89C51單片機的原理簡介AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器〔FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory〕的低電壓,高性能CMOS8位微處理器,俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。1.1主要特性·與MCS-51兼容·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器·壽命:1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保存時間:10年·全靜態(tài)工作:0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定·128×8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路1.2管腳說明VCC:供電電壓。GND:接地。P0口:P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時,被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時,P0口作為原碼輸入口,當(dāng)FIASH進(jìn)展校驗時,P0輸出原碼,此時P0外部必須被拉高。P1口:P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時,P1口作為第八位地址接收。P2口:P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流,當(dāng)P2口被寫“1”時,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時,P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)展存取時,P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢,當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)展讀寫時,P2口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口:P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流〔ILL〕這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:口管腳
備選功能P3.0
R*D〔串行輸入口〕P3.1
T*D〔串行輸出口〕P3.2
/INT0〔外部中斷0〕P3.3
/INT1〔外部中斷1〕P3.4
T0〔記時器0外部輸入〕P3.5
T1〔記時器1外部輸入〕P3.6
/WR〔外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通〕P3.7
/RD〔外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通〕P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時,要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG:當(dāng)外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時,ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號,此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是:每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時,將跳過一個ALE脈沖。如想制止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時,ALE只有在執(zhí)行MOV*,MOVC指令是ALE才起作用。另外,該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE制止,置位無效。/PSEN:外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間,每個機器周期兩次/PSEN有效。但在外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP:當(dāng)/EA保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器〔0000H-FFFFH〕,不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時,/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)/EA端保持高電平時,此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間,此引腳也用于施加12V編程電源〔VPP〕。*TAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。*TAL2:來自反向振蕩器的輸出。1.3振蕩器特性 *TAL1和*TAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件,*TAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器,因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求,但必須保證脈沖的上下電平要求的寬度。1.4芯片擦除
整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合,并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中,代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前,該操作必須被執(zhí)行。此外,AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯,可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯,支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下,CPU停頓工作。但RAM,定時器,計數(shù)器,串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下,保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器,制止所用其他芯片功能,直到下一個硬件復(fù)位為止。1.5串口通訊單片機的構(gòu)造和特殊存放器,這是你編寫軟件的關(guān)鍵。至于串口通信需要用到那些特殊功能存放器呢,它們是SCON,TCON,TMOD,SCON等,各代表的含義。SBUF數(shù)據(jù)緩沖存放器這是一個可以直接尋址的串行口專用存放器。有朋友這樣問起過“為何在串行口收發(fā)中,都只是使用到同一個存放器SBUF.而不是收發(fā)各用一個存放器。〞實際上SBUF包含了兩個獨立的存放器,一個是發(fā)送存放,另一個是接收存放器,但它們都共同使用同一個尋址地址-99H。CPU在讀SBUF時會指到接收存放器,在寫時會指到發(fā)送存放器,而且接收存放器是雙緩沖存放器,這樣可以防止接收中斷沒有及時的被響應(yīng),數(shù)據(jù)沒有被取走,下一幀數(shù)據(jù)已到來,而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖,一般情況下我們在寫發(fā)送程序時也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作SBUF存放器的方法則很簡單,只要把這個99H地址用關(guān)鍵字sfr定義為一個變量就可以對其進(jìn)展讀寫操作了,如sfrSBUF=0*99;當(dāng)然你也可以用其它的名稱。通常在標(biāo)準(zhǔn)的reg51.h或at89*51.h等頭文件中已對其做了定義,只要用*include引用就可以了。SCON串行口控制存放器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài),都會引用到接口控制存放器。SCON就是51芯片的串行口控制存放器。它的尋址地址是98H,是一個可以位尋址的存放器,作用就是監(jiān)視和控制51芯片串行口的工作狀態(tài)。51芯片的串口可以工作在幾個不同的工作模式下,其工作模式的設(shè)置就是使用SCON存放器。它的各個位的具體定義如下:
SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0、SM1為串行口工作模式設(shè)置位,這樣兩位可以對應(yīng)進(jìn)展四種模式的設(shè)置。串行口工作模式設(shè)置。
SM0SM1模式
功能
波特率
0
0
0
同步移位存放器
fosc/12
0
1
1
8位UART
可變
1
0
2
9位UART
fosc/32或fosc/64
1
1
3
9位UART
可變在這里只說明最常用的模式1,其它的模式也就一一略過,有興趣的朋友可以找相關(guān)的硬件資料查看。表中的fosc代表振蕩器的頻率,也就是晶振的頻率。UART為(UniversalAsynchronousReceiver〕的英文縮寫。
SM2在模式2、模式3中為多處理機通信使能位。在模式0中要求該位為0。
REM為允許接收位,REM置1時串口允許接收,置0時制止接收。REM是由軟件置位或清零。如果在一個電路中接收和發(fā)送引腳P3.0,P3.1都和上位機相連,在軟件上有串口中斷處理程序,當(dāng)要求在處理*個子程序時不允許串口被上位機來的控制字符產(chǎn)生中斷,則可以在這個子程序的開場處參加REM=0來制止接收,在子程序完畢處參加REM=1再次翻開串口接收。大家也可以用上面的實際源碼參加REM=0來進(jìn)展實驗。TB8發(fā)送數(shù)據(jù)位8,在模式2和3是要發(fā)送的第9位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或去除,通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位,在多處理機通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。RB8接收數(shù)據(jù)位8,在模式2和3是已接收數(shù)據(jù)的第9位。該位可能是奇偶位,地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識位。在模式0中,RB8為保存位沒有被使用。在模式1中,當(dāng)SM2=0,RB8是已接收數(shù)據(jù)的停頓位。TI發(fā)送中斷標(biāo)識位。在模式0,發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)時,由硬件置位。其它模式中則是在發(fā)送停頓位之初,由硬件置位。TI置位后,申請中斷,CPU響應(yīng)中斷后,發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在任何模式下,TI都必須由軟件來去除,也就是說在數(shù)據(jù)寫入到SBUF后,硬件發(fā)送數(shù)據(jù),中斷響應(yīng)〔如中斷翻開〕,這時TI=1,說明發(fā)送已完成,TI不會由硬件去除,所以這時必須用軟件對其清零。RI接收中斷標(biāo)識位。在模式0,接收第8位完畢時,由硬件置位。其它模式中則是在接收停頓位的半中間,由硬件置位。RI=1,申請中斷,要求CPU取走數(shù)據(jù)。但在模式1中,SM2=1時,當(dāng)未收到有效的停頓位,則不會對RI置位。同樣RI也必須要靠軟件去除。常用的串口模式1是傳輸10個位的,1位起始位為0,8位數(shù)據(jù)位,低位在先,1位停頓位為1。它的波特率是可變的,其速率是取決于定時器1或定時器2的定時值〔溢出速率〕。AT89C51和AT89C2051等51系列芯片只有兩個定時器,定時器0和定時器1,而定時器2是89C52系列芯片才有的。波特率在使用串口做通訊時,一個很重要的參數(shù)就是波特率,只有上下位機的波特率一樣時才可以進(jìn)展正常通訊。波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。有一些初學(xué)的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù),如標(biāo)準(zhǔn)9600會被誤認(rèn)為每秒種可以傳送9600個字節(jié),而實際上它是指每秒可以傳送9600個二進(jìn)位,而一個字節(jié)要8個二進(jìn)位,如用串口模式1來傳輸則加上起始位和停頓位,每個數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10個二進(jìn)位,9600波特率用模式1傳輸時,每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600÷10=960字節(jié)。51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的,為fosc/12,以一個12M的晶振來計算,則它的波特率可以到達(dá)1M。模式2的波特率是固定在fosc/64或fosc/32,具體用那一種就取決于PCON存放器中的SMOD位,如SMOD為0,波特率為focs/64,SMOD為1,波特率為focs/32。模式1和模式3的波特率是可變的,取決于定時器1或2〔52芯片〕的溢出速率。則我們怎么去計算這兩個模式的波特率設(shè)置時相關(guān)的存放器的值呢.可以用以下的公式去計算。
波特率=〔2SMOD÷32〕×定時器1溢出速率式〔1.1〕上式中如設(shè)置了PCON存放器中的SMOD位為1時就可以把波特率提升2倍。通常會使用定時器1工作在定時器工作模式2下,這時定時值中的TL1做為計數(shù),TH1做為自動重裝值,這個定時模式下,定時器溢出后,TH1的值會自動裝載到TL1,再次開場計數(shù),這樣可以不用軟件去干預(yù),使得定時更準(zhǔn)確。在這個定時模式2下定時器1溢出速率的計算公式如下:
溢出速率=〔計數(shù)速率〕/(256-TH1)式〔1.2〕上式中的“計數(shù)速率〞與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān),在51芯片中定時器啟動后會在每一個機器周期使定時存放器TH的值增加一,一個機器周期等于十二個振蕩周期,所以可以得知51芯片的計數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的1/12,一個12M的晶振用在51芯片上,則51的計數(shù)速率就為1M。通常用11.0592M晶體是為了得到標(biāo)準(zhǔn)的無誤差的波特率,則為何呢.計算一下就知道了。如我們要得到9600的波特率,晶振為11.0592M和12M,定時器1為模式2,SMOD設(shè)為1,分別看看那所要求的TH1為何值。代入公式:11.0
9600=(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))
TH1=25式〔1.3〕12M
9600=(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1))
TH1≈249.49式〔1.4〕
上面的計算可以看出使用12M晶體的時候計算出來的TH1不為整數(shù),而TH1的值只能取整數(shù),這樣它就會有一定的誤差存在不能產(chǎn)生準(zhǔn)確的9600波特率。當(dāng)然一定的誤差是可以在使用中被承受的,就算使用11.0592M的晶體振蕩器也會因晶體本身所存在的誤差使波特率產(chǎn)生誤差,但晶體本身的誤差對波特率的影響是十分之小的,可以忽略不計。2LED工作原理、特性及應(yīng)用2.1LED發(fā)光原理半導(dǎo)體發(fā)光器件包括半導(dǎo)體發(fā)光二極管〔簡稱LED〕、數(shù)碼管、符號管、米字管及點陣式顯示屏〔簡稱矩陣管〕等。事實上,數(shù)碼管、符號管、米字管及矩陣管中的每個發(fā)光單元都是一個發(fā)光二極管。發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs〔砷化鎵〕、GaP〔磷化鎵〕、GaAsP〔磷砷化鎵〕等半導(dǎo)體制成的,其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性,即正向?qū)?,反向截止、擊穿特性。此外,在一定條件下,它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下,電子由N區(qū)注入P區(qū),空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對方區(qū)域的少數(shù)載流子〔少子〕一局部與多數(shù)載流子〔多子〕復(fù)合而發(fā)光,如圖1所示。假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的,則注入的電子與價帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光,或者先被發(fā)光中心捕獲后,再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外,還有些電子被非發(fā)光中心〔這個中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近〕捕獲,而后再與空穴復(fù)合,每次釋放的能量不大,不能形成可見光。發(fā)光的復(fù)合量相對于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大,光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴散區(qū)內(nèi)發(fā)光的,所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。理論和實踐證明,光的峰值波長λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度Eg有關(guān),即λ≈1240/Eg〔mm〕式〔2.1〕式中Eg的單位為電子伏特〔eV〕。假設(shè)能產(chǎn)生可見光〔波長在380nm紫光~780nm紅光〕,半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.26~1.63eV之間。比紅光波長長的光為紅外光。現(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管,但其中藍(lán)光二極管本錢、價格很高,使用不普遍。2.2LED的特性極限參數(shù)的意義 〔1〕允許功耗Pm允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值,LED發(fā)熱、損壞?!?〕最大正向直流電流Ifm允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。〔3〕最大反向電壓VRm所允許加的最大反向電壓。超過此值,發(fā)光二極管可能被擊穿損壞?!?〕工作環(huán)境topm發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度*圍。低于或高于此溫度*圍,發(fā)光二極管將不能正常工作,效率大大降低。電參數(shù)的意義〔1〕光譜分布和峰值波長*一個發(fā)光二極管所發(fā)之光并非單一波長,其波長大體按圖2所示。由圖可見,該發(fā)光管所發(fā)之光中*一波長λ0的光強最大,該波長為峰值波長?!?〕發(fā)光強度IV發(fā)光二極管的發(fā)光強度通常是指法線〔對圓柱形發(fā)光管是指其軸線〕方向上的發(fā)光強度。假設(shè)在該方向上輻射強度為〔1/683〕W/sr時,則發(fā)光1坎德拉〔符號為cd〕。由于一般LED的發(fā)光二強度小,所以發(fā)光強度常用坎德拉(mcd)作單位?!?〕光譜半寬度Δλ它表示發(fā)光管的光譜純度.是指圖3中1/2峰值光強所對應(yīng)兩波長之間隔.〔4〕半值角θ1/2和視角θ1/2是指發(fā)光強度值為軸向強度值一半的方向與發(fā)光軸向〔法向〕的夾角。半值角的2倍為視角〔或稱半功率角〕。圖3給出的二只不同型號發(fā)光二極管發(fā)光強度角分布的情況。中垂線〔法線〕AO的坐標(biāo)為相對發(fā)光強度〔即發(fā)光強度與最大發(fā)光強度的之比〕。顯然,法線方向上的相對發(fā)光強度為1,離開法線方向的角度越大,相對發(fā)光強度越小。由此圖可以得到半值角或視角值?!?〕正向工作電流If它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時的正向電流值。在實際使用中應(yīng)根據(jù)需要選擇IF在0.6·IFm以下?!?〕正向工作電壓VF參數(shù)表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在IF=20mA時測得的。發(fā)光二極管正向工作電壓VF在1.4~3V。在外界溫度升高時,VF將下降?!?〕V-I特性在正向電壓正小于*一值〔叫閾值〕時,電流極小,不發(fā)光。當(dāng)電壓超過*一值后,正向電流隨電壓迅速增加,發(fā)光。由V-I曲線可以得出發(fā)光管的正向電壓,反向電流及反向電壓等參數(shù)。正向的發(fā)光管反向漏電流IR2.3LED的分類按發(fā)光管發(fā)光顏色分按發(fā)光管發(fā)光顏色分,可分成紅色、橙色、綠色〔又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠〕、藍(lán)光等。另外,有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色,上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。按發(fā)光管出光面特征分按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、外表安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1;把φ5mm的記作T-1〔3/4〕;把φ4.4mm的記作T-1〔1/4〕。由半值角大小可以估計圓形發(fā)光強度角分布情況。從發(fā)光強度角分布圖來分有三類:〔1〕高指向性一般為尖頭環(huán)氧封裝,或是帶金屬反射腔封裝,且不加散射劑。半值角為5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或與光檢出器聯(lián)用以組成自動檢測系統(tǒng)?!?〕標(biāo)準(zhǔn)型通常作指示燈用,其半值角為20°~45°?!?〕散射型這是視角較大的指示燈,半值角為45°~90°或更大,散射劑的量較大。按發(fā)光二極管的構(gòu)造分按發(fā)光二極管的構(gòu)造分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等構(gòu)造。按發(fā)光強度和工作電流分按發(fā)光強度和工作電流分有普通亮度的LED〔發(fā)光強度100mcd〕;把發(fā)光強度在10~100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA,而低電流LED的工作電流在2mA以下〔亮度與普通發(fā)光管一樣〕。除上述分類方法外,還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。2.4LED的應(yīng)用由于發(fā)光二極管的顏色、尺寸、形狀、發(fā)光強度及透明情況等不同,所以使用發(fā)光二極管時應(yīng)根據(jù)實際需要進(jìn)展恰中選擇。由于發(fā)光二極管具有最大正向電流IFm、最大反向電壓VRm的限制,使用時,應(yīng)保證不超過此值。為平安起見,實際電流IF應(yīng)在0.6IFm以下;應(yīng)讓可能出現(xiàn)的反向電壓VRRm。LED被廣泛用于種電子儀器和電子設(shè)備中,可作為電源指示燈、電平指示或微光源之用。紅外發(fā)光管常被用于電視機、錄像機等的遙控器中。單LED電平指示電路在放大器、振蕩器或脈沖數(shù)字電路的輸出端,可用LED表示輸出信號是否正常,如圖7所示。R為限流電阻。只有當(dāng)輸出電壓大于LED的閾值電壓時,LED才可能發(fā)光。單LED可充作低壓穩(wěn)壓管用由于LED正向?qū)ê?,電流隨電壓變化非??欤哂衅胀ǚ€(wěn)壓管穩(wěn)壓特性。發(fā)光二極管的穩(wěn)定電壓在1.4~3V間,應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)展選擇VF,如圖8所示。電平表目前,在音響設(shè)備中大量使用LED電平表。它是利用多只發(fā)光管指示輸出信號電平的,即發(fā)光的LED數(shù)目不同,則表示輸出電平的變化。圖9是由5只發(fā)光二極管構(gòu)成的電平表。當(dāng)輸入信號電平很低時,全不發(fā)光。輸入信號電平增大時,首先LED1亮,再增大LED2亮。2.5發(fā)光二極管的檢測普通發(fā)光二極管的檢測〔1〕用萬用表檢測利用具有×10kΩ擋的指針式萬用表可以大致判斷發(fā)光二極管的好壞。正常時,二極管正向電阻阻值為幾十至200kΩ,反向電阻的值為∝。如果正向電阻值為0或為∞,反向電阻值很小或為0,則易損壞。這種檢測方法,不能實地看到發(fā)光管的發(fā)光情況,因為×10kΩ擋不能向LED提供較大正向電流。如果有兩塊指針萬用表〔最好同型號〕可以較好地檢查發(fā)光二極管的發(fā)光情況。用一根導(dǎo)線將其中一塊萬用表的“+〞接線柱與另一塊表的“-〞接線柱連接。余下的“-〞筆接被測發(fā)光管的正極〔P區(qū)〕,余下的“+〞筆接被測發(fā)光管的負(fù)極〔N區(qū)〕。兩塊萬用表均置×10Ω擋。正常情況下,接通后就能正常發(fā)光。假設(shè)亮度很低,甚至不發(fā)光,可將兩塊萬用表均撥至×1Ω假設(shè),假設(shè)仍很暗,甚至不發(fā)光,則說明該發(fā)光二極管性能不良或損壞。應(yīng)注意,不能一開場測量就將兩塊萬用表置于×1Ω,以免電流過大,損壞發(fā)光二極管?!?〕外接電源測量用3V穩(wěn)壓源或兩節(jié)串聯(lián)的干電池及萬用表〔指針式或數(shù)字式皆可〕可以較準(zhǔn)確測量發(fā)光二極管的光、電特性。為此可按圖10所示連接電路即可。如果測得VF在1.4~3V之間,且發(fā)光亮度正常,可以說明發(fā)光正常。如果測得VF=0或VF≈3V,且不發(fā)光,說明發(fā)光管已壞。2.紅外發(fā)光二極管的檢測由于紅外發(fā)光二極管,它發(fā)射1~3μm的紅外光,人眼看不到。通常單只紅外發(fā)光二極管發(fā)射功率只有數(shù)mW,不同型號的紅外LED發(fā)光強度角分布也不一樣。紅外LED的正向壓降一般為1.3~2.5V。正是由于其發(fā)射的紅外光人眼看不見,所以利用上述可見光LED的檢測法只能判定其PN結(jié)正、反向電學(xué)特性是否正常,而無法判定其發(fā)光情況正常否。為此,最好準(zhǔn)備一只光敏器件〔如2CR、2DR型硅光電池〕作接收器。用萬用表測光電池兩端電壓的變化情況。來判斷紅外LED加上適當(dāng)正向電流后是否發(fā)射紅外光。系統(tǒng)功能新型LED彩燈分為2局部,即彩燈控制器〔主控模塊〕和管內(nèi)LED板模塊〔受控模塊〕。彩燈控制器可直接與220V交流市電相連接,經(jīng)過開關(guān)電源變換,輸出直流工作電壓,一方面為管內(nèi)LED模塊提供12V工作電源,另一方面為主控模塊單片機系統(tǒng)〔彩燈控制器〕提供5V工作電源。整個系統(tǒng)工作由軟件程序控制運行,根據(jù)需要,用戶可以在LED彩燈工作時通過主控模塊上的按鍵來設(shè)定亮燈時間和燈光閃動頻率。上電后系統(tǒng)經(jīng)過初始化,查詢是否有功能切換鍵按下:有,則進(jìn)入用戶設(shè)定模式狀態(tài);無,則進(jìn)入默認(rèn)缺省工作狀態(tài)。在用戶設(shè)定模式狀態(tài)下,用戶可以根據(jù)個人愛好及不同場合的需要來指定調(diào)用哪些模式,并且可以改變每種模式的時間Ti、頻率Fi參數(shù),如果用戶想進(jìn)入缺省狀態(tài)模式,只需按一下功能切換鍵即可跳入缺省模式,程序會自動順序調(diào)用亮燈模式;在缺省工作狀態(tài)下,LED彩燈控制器按照程序設(shè)定好的假設(shè)干亮燈把戲模式程序Model_i順序調(diào)用往下走,從第Model_1模式開場工作,自Model_1到Model_2……到Model_n為一個亮燈周期,然后再回到Model_1循環(huán)繼續(xù)工作,同樣如果想進(jìn)入用戶設(shè)定模式狀態(tài),只需按下功能切換鍵即可。整個n種亮燈模式時間可以看作一個大周期T,其中的每一種把戲工作模式Model_i〔i=1,2,…,n〕時間為小周期Ti,對于每一個模式編寫一個獨立工作子程序Model_i,其中設(shè)定了LED三色燈〔紅、綠、藍(lán)〕的點亮?xí)r刻〔RED_on,GREEN_on,BLUE_on〕和熄滅時刻〔RED_off,GREEN_off,BLUE_off),以及模式工作時間Ti以及該模式LED閃爍頻率Fi。5位七段碼顯示器的前2位〔L1,L2〕顯示當(dāng)前工作模式的序號Model_i;后3位〔L3,L4,L5〕七段碼顯示三色LED的工作狀態(tài),假設(shè)該顏色燈點亮則對應(yīng)七段碼顯示位為“1〞,反之熄滅時則顯示位為“滅〞即不顯示,對系統(tǒng)工作狀態(tài)起到了很好的實時監(jiān)控作用。因此在LED彩燈上電工作后,用戶可以方便地通過主控模塊上的顯示器知道LED彩燈當(dāng)前工作模式Model_i,工作時間Ti,頻率Fi等實時參數(shù)。假設(shè)實際應(yīng)用需要根據(jù)不同場合和時間來改變彩燈閃亮效果,用戶可以通過主控模塊上的按鍵來設(shè)定LED不同的閃爍頻率Fi和亮燈時間Ti,以便符合實際需要。此外如果用戶對*一種模式感興趣需要仔細(xì)觀看該種亮燈模式,可以通過鍵盤選定任意第Model_i模式使系統(tǒng)循環(huán)重復(fù)工作在該把戲模式下。3彩燈設(shè)計3.1硬件設(shè)計新型LED彩燈系統(tǒng)包括2大局部,即LED彩燈控制器〔89C51主控模塊〕和LED彩燈管〔管內(nèi)LED板模塊〕。前者是主控模塊,具有按鍵、顯示等功能,并利用89C51的P口輸出控制信號;后者是受控模塊,上面焊有三色LED彩燈和信號驅(qū)片,模塊置于LED的透明燈管內(nèi)。圖3.1主控模塊硬件圖主控模塊電路選型主控模塊電路如圖3.1所示。主控模塊主要設(shè)計器件有89C51,5個七段碼LED顯示器,8個按鍵,2個穩(wěn)壓器〔提供12V,5V電壓〕,1個信號輸出驅(qū)動模塊芯片(MC4049)等。通過軟件設(shè)計,使單片機P0口作為三色LED驅(qū)動信號輸出口及移位時鐘CLOCK信號,P3口為按鍵輸入口,P2口、P1口與5位七段碼LED相接作為顯示器的輸出口。管內(nèi)LED板模塊選型LED彩燈控制器,以CD4069六非門集成電路和晶體管為主要元器件制作而成,它可控制4路發(fā)光二極管(每路50只)閃爍發(fā)光,可作為節(jié)日彩燈或廣告裝飾彩燈。電路工作原理該LED彩燈控制器電路由電源電路、振蕩器和LED驅(qū)動控制電路組成:如下圖。
圖3.2LED彩燈控制器電路圖電源電路由整流二極管VDl-VD4、限流電阻器Rl、穩(wěn)壓二極管VS和濾波電容器Cl組成。振蕩器由非門集成電路IC(Dl-D6)內(nèi)部的D5、D6和電阻器R3、R4、電容器C2、電位器RPl組成。LED驅(qū)動控制電路由電阻器R2、R5-R8、IC內(nèi)部的Dl-D4、可變電阻器RP2-RP5、晶體管Vl-V4和發(fā)光二極管VLl-VL2O0組成。為簡化電路,圖中VL2-VL49和VL52-VL99、VL102-VLl49、VLI52-VLl99未畫出。交流220V電壓經(jīng)VDl-VD4整流后,一路直接供給LED驅(qū)動電路;另一路經(jīng)Rl限流降壓、VS穩(wěn)壓及Cl濾波后,為IC提供+6V工作電壓。振蕩器通電工作后,輸出低頻振蕩信號。該低頻振蕩信號經(jīng)Dl-D4反相處理后,分別經(jīng)RP2-RP5加至Vl-V4的基極,使Vl-V4交替導(dǎo)通,VLl-VL5O、VLl-VLlOO、VLlO1-VLl5O、VLl51-VL2O0交替發(fā)光。調(diào)節(jié)RPl的阻值,呵改變振蕩器的工作頻率,從而改變LED發(fā)光二極管閃爍發(fā)光的效果。元器件選擇:R1選用1/2W金屬膜電阻器;R2-R4選用1/4W金屬膜電阻器或碳膜電阻器;R5-R8選用5W金屬膜電阻器或線繞電阻器。RPl選用小型實心電位器;R口-RP5均選用膜式可變電阻器。Cl選用耐壓值為25V以上的鋁電解電容器;C2選用耐壓值為63V的鈕電解電容器。VDl-VD4均選用lN5406型硅整流二極管。VS選用1N4735型硅穩(wěn)壓二極管。VLl-VL2O0均選用φ8mm或φ12mm的發(fā)光二極管。Vl-V4選用3DDl5或DDO3型硅NPN晶體管。IC選用CD4069或CC4069、MCl4069型六非門集成電路。3.2軟件設(shè)計新型LED彩燈控制器最大特點在于所有亮燈模式均由軟件控制完成。系統(tǒng)中軟件可以分為主程序和中斷效勞子程序。上電后在缺省狀態(tài)以順序調(diào)用Model_i把戲亮燈模式流程為主程序,以一個單位時間5ms的T0定時為中斷效勞子程序。在這個5ms的T0定時根底上,可以根據(jù)需要來確定各種模式工作時間Ti,以及確定在各種亮燈模式Model_i內(nèi)點亮和熄滅各種顏色LED燈的時刻:Red_on,Red_off,Green_on,Green_off,Blue_on,blue_off以及Clock〔移位翻轉(zhuǎn)脈沖〕等。整個系統(tǒng)軟件由主程序〔Main〕、各個模式子程序〔Model_i〕、5ms中斷效勞子程序(T0Interrupt)、鍵盤掃描處理子程序〔KeyBoard〕、顯示子程序〔Display〕等程序組成。利用T0定時器作為定時根本單位,根據(jù)模式需要計算好各控制信號的發(fā)生時刻,根據(jù)不同的模式Model_i可以設(shè)定不同的工作時間Ti和脈沖翻轉(zhuǎn)頻率Fi通過P0口輸出,使各色LED燈的驅(qū)動時刻與移位觸發(fā)的翻轉(zhuǎn)時刻步調(diào)一致,使LED彩燈按照設(shè)計的模式工作。除了T0定時中斷之外,程序的大部份時間是在處理按鍵的查詢和LED顯示的延時。8個按鍵分別為:4個參數(shù)按鍵〔Fi增、減按鍵,Ti增、減按鍵〕,3個模式改變按鍵〔模式上翻UP、模式下翻DOWN、模式保持KEEP〕,1個功能切換按鍵。在每次的T0定時中斷效勞子程序里,需要對各個時間存放器和模式存放器進(jìn)展加1或者清,為主程序查詢作準(zhǔn)備,同時查詢是否已中斷6次〔30ms〕,假設(shè)30ms到了,則對參數(shù)按鍵查詢一次,是否有時間Ti頻率Fi增減鍵按下并進(jìn)展相應(yīng)子程序處理。主程序除了調(diào)用各種子模式子程序〔Model_i〕,調(diào)用LED顯示子程序(Display)和延時子程序(Delay)之外,還一直保持查詢是否有功能切鍵按下以及是否有模式改變按鍵按下,一旦有功能切換鍵和模式改變鍵按下,就會進(jìn)入相應(yīng)的按鍵處理。主程序流程如圖3.3所示。亮燈模式子程序Model_i可以編寫假設(shè)干(n種),只要控制好各色燈觸發(fā)和熄滅時刻就可以組合成各種亮燈效果。Model_i程序流程如圖3.4所示。主程序主程序程序初始化調(diào)用亮燈Model_1模式第1種模式亮完.調(diào)用第Ni種亮燈模式Model_i(i=2、3……n)第n種模式亮完.NNYY圖3.3主程序流程圖Wodel_i亮燈狀態(tài)Wodel_i亮燈狀態(tài)有模式改變鍵按下.〔Up.Down.Keep〕轉(zhuǎn)Model(i-1)模式轉(zhuǎn)Model(i+1)模式調(diào)用Model_i模式調(diào)用Model_i模式Model_i工作時間Ti已滿.有功能鍵按下.轉(zhuǎn)Model(i+1)模式Up鍵按下Down鍵按下YYKeep鍵按下NYNN圖3.4Model_i模式狀態(tài)流程圖下面以第一種模式工作為例。ORG0100HMAIN:MOVSP,*50H//設(shè)計堆棧MOVTMOD,*01H//置定時器T0位方式1MOVTH0,*0FEHMOVTL0,*0D4H//定時為3ms//所有計數(shù)器,顯示器,P1口都清零ANLRED_ON,*00HANLRED_OFF,*00HANLGREEN_ON,*00HANLGREEN_OFF,*00HANLBLUE_ON,*00HANLBLUE_OFF,*00HANLCLOCKCOUNT,*00HANLKEYCOUNT,*00H//顯示器全滅MOVL1,*0AHMOVL2,*0AHMOVL3,*0AHANLL4,*0AHANLL5,*0AHANLTIME,*00HANLP1,*00HMOVR4,*00HMOVCLOCKDATE1,*01H//設(shè)定1頻率3ms時鐘翻轉(zhuǎn)一次MOVCLOCKDATE2,*02H//設(shè)定2頻率6ms時鐘翻轉(zhuǎn)一次MOVCLOCKDATE,3*03H//設(shè)定3頻率9ms時鐘翻轉(zhuǎn)一次MOVTIMEDATE1,*02H//設(shè)定每一個模式工作0.45sMOVTIMEDATE2,*04H//設(shè)定每一個模式工作1.35sMOVTIMEDATE3,*06H//設(shè)定每一個模式工作2.25sMOVTIMEDATE4,*01H//設(shè)定每一個模式工作4.5sSETBET0//T0開中斷SETBTR0//T0開場定時SETBEA//CPU開中斷LOOP:MOVL400HMOVLL500HINCL5//模式“01”SKIP:CJNER4,*7FH,SKIP1//有功能切換鍵按.LJMPOPERATE//有,跳入用戶設(shè)定模式SKIP1:CJNER4,*0FDH,H11//有UP按下嗎.MOVM1,*09HMOVM2,*03HLCALLCLEAR//調(diào)清零子程序LJMPSKIP39//有,則上翻到第39種模式H11:CJNER4,*0F7H,H12//有KEEP按下否.ANLTIME,*00HLCALLNEQ1//調(diào)用模式Model_1JMPSKIP1//有,則保持在第1種模式H12:CJNER4,*0FBH,H1//有Down鍵按下否.JMPH14//有,則下翻到第2種模式H13:LCALLNEQ1//調(diào)用模式Model_1MOVA,TIMECJNEA,TIMEDATE2,SKIP1//亮完2.4s否.H14:LCALLCLEAR//調(diào)清零子程序INCL5//模式“02”SKIP2:CJNER4,*0FDH,H21//有UP按下嗎.…………LJMPLOOP//循環(huán)調(diào)用3.3LED技術(shù)的開展前景LED巨大的市場注定其將開展成一個龐大的產(chǎn)業(yè)??傮w來看,國內(nèi)在規(guī)模產(chǎn)業(yè)的開展上一直不盡人意,典型案例就是集成電路產(chǎn)業(yè)與液晶面板產(chǎn)業(yè),國內(nèi)到現(xiàn)在集成電路產(chǎn)業(yè)還是夾著尾巴做人,液晶面板產(chǎn)業(yè)也是百病纏身,技術(shù)復(fù)雜、投資大、根底薄弱是主要原因,而LED產(chǎn)業(yè)將打破這個魔咒,并且可以帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的提升,如國內(nèi)驅(qū)動芯片產(chǎn)業(yè)在液晶驅(qū)動上根本做不起來,因為液晶面板產(chǎn)業(yè)不在國內(nèi),由于有巨大市場支撐,LED驅(qū)動芯片預(yù)計在國內(nèi)得到蓬勃開展,促進(jìn)國內(nèi)相關(guān)企業(yè)做大做強,這反過來又會促進(jìn)國內(nèi)LCD驅(qū)動芯片或其它驅(qū)動芯片的開展。中國大陸目前LED產(chǎn)業(yè)開展的劣勢在于,一、國內(nèi)企業(yè)LED產(chǎn)品技術(shù)水平與海外還是有一定差距,在爭取高端客戶方面處于劣勢;二、國內(nèi)集成電路制造根底相較日本、韓國及**地區(qū)這些LED強勢地區(qū)而言薄弱,LED外延、芯片制造能力、工藝水平及外圍材料配套能力差一些,學(xué)習(xí)曲線長一些,需要一段時間培育;三、國內(nèi)LED企業(yè)的規(guī)模還比擬小,大多沒有超過100kk/月產(chǎn)能(藍(lán)綠光),這種狀況在未來兩年將有改善;四、國內(nèi)研發(fā)多集中在大學(xué)和科研院所,生產(chǎn)在各企業(yè),缺乏研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化的快速轉(zhuǎn)換機制,這方面應(yīng)借鑒**工業(yè)研究院的技術(shù)成果授權(quán)機制,加快技術(shù)成果轉(zhuǎn)換速度,科研院所不能為自己產(chǎn)業(yè)化而不將最新的技術(shù)成果及時轉(zhuǎn)移到產(chǎn)業(yè)界,政府應(yīng)制定相關(guān)政策規(guī)*相關(guān)行為;五、國內(nèi)核心專利缺乏,特別在關(guān)系到產(chǎn)業(yè)長遠(yuǎn)開展的藍(lán)光核心專利及白光專利缺乏,這將使國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的長期開展受制。中國外鄉(xiāng)企業(yè)現(xiàn)階段主要還是處于起步階段,企業(yè)規(guī)模較小,對掌握專利的大廠構(gòu)不成威脅,專利問題還不是很突出。但是隨著國內(nèi)企業(yè)的開展壯大,一旦規(guī)模擴大到一定程度,實施“走出去〞開展戰(zhàn)略,專利問題將成為隱患。目前對國內(nèi)企業(yè)而言,壯大規(guī)模、提高產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)水平是首要任務(wù),提高未來取得大廠專利授權(quán)時的要價能力,或逐步通過研發(fā)突破核心專利。我們認(rèn)為LED產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)有良好的開展前景,基于以下幾點:一、就技術(shù)而言,LED具有技術(shù)成長瓶頸高,學(xué)習(xí)門坎低特性,國內(nèi)在半導(dǎo)體領(lǐng)域長期積累的研究資源都可以用得上,具備較好的研究根底。盡管國內(nèi)集成電路制造根底比擬薄弱,工藝水平比擬低,但國內(nèi)一些企業(yè)通過聘請海外技術(shù)人員加盟,在技術(shù)上不斷取得突破,國內(nèi)好的企業(yè)技術(shù)水平已經(jīng)與**大廠的技術(shù)水平相差不大,與國際大廠的整體差距也在不斷拉近;二、LED的投資額比擬小,初始投資1億就可建廠,國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入門檻低,容易實現(xiàn)滾動開展,這與集成電路制造及液晶面板制造動輒幾十億到上百億人民幣的投資而言顯得“微缺乏道〞,國內(nèi)企業(yè)容易進(jìn)入形成產(chǎn)業(yè)集群,當(dāng)然,也可能造成惡性競爭,開展到一定階段需要市場整合;三、國內(nèi)市場巨大,LED未來主要市場是通用照明市場,市場容量大,終端消費市場比擬分散,不易形成壟斷,國內(nèi)企業(yè)生存空間廣闊;四、國內(nèi)一些企業(yè)擁有核心知識產(chǎn)權(quán),如晶能光電的硅襯底氮化鎵藍(lán)光工程,**路美的芯片領(lǐng)域核心技術(shù),都具有全球競爭力,這些企業(yè)在技術(shù)開展上容易形成示*效應(yīng),促進(jìn)國內(nèi)企業(yè)市場安康成長;五、技術(shù)成熟后,LED下游封裝和器件生產(chǎn)屬于勞動密集型,大陸具備開展的勞動力本錢優(yōu)勢。從LED產(chǎn)業(yè)開展進(jìn)程看,全球LED按銷售額計目前最大市場是手機背光市場,隨著手機銷量增長的趨緩,以及手機OLED屏對TFT-LCD屏的滲透加深,全球LED的增速下降。由于技術(shù)進(jìn)步帶來的本錢降低目前(乃至2010前)還缺乏以讓LED全面進(jìn)入一般通用照明市場,全球接下來的增長點將在筆記本、液晶電視的背光市場以及汽車內(nèi)飾背光與車后燈市場。由于目前全球前五大液晶面板廠(LG飛利浦、三星、友達(dá)、奇美及夏普)分布在LED技術(shù)水平高、產(chǎn)能大的日本、**地區(qū)及韓國,國內(nèi)僅有京東方、上光電和龍騰光電的三條五代面板線,**天馬的4.5代線產(chǎn)能開出后也會有LED背光需求,但總體需求量不占主導(dǎo)地位,國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入液晶面板LED背光供給鏈的收益不會很大,這與手機面板背光市場有相似之處。中國現(xiàn)階段的應(yīng)用市場主要在建筑照明、室內(nèi)外顯示屏,基于上述原因,下一波的主力可能還是目前這些市場,但在手機、小尺寸液晶背光、汽車的滲透會加大,另外一些零散市場如特種照明的開拓也會更大(特種照明對本錢的要求沒有通用照明則苛刻)。經(jīng)過前幾年的替換,LED交通指示燈已經(jīng)非常普遍,由于LED的使用壽命較長,短期內(nèi)很難在出現(xiàn)大規(guī)模的替換工作,這就使得交通指示燈對于LED的需求將出現(xiàn)一段低潮期;國內(nèi)轎車市場龐大,但要求較高,認(rèn)證周期長,只要有過硬的產(chǎn)品質(zhì)量,國內(nèi)車用背光及車燈的LED市場需求非常大,而且這一市場的需求增長比擬穩(wěn)定;而LED顯示屏以其易拼裝、低功耗、高亮度等優(yōu)點已經(jīng)廣泛應(yīng)用到銀行、證券、廣場、車站、體育場館中,未來這一市場仍有很大增長潛力;在奧運會、世博會、一些城市夜景工程示*效應(yīng)的帶動以及國家半導(dǎo)體照明工程等眾多有利因素的促進(jìn)下,建筑照明市場依然前景廣闊??傮w看,國際大廠著力于一些高端、目標(biāo)市場比擬集中的“整裝〞市場以及潛力巨大的通用照明市場,而將一些對產(chǎn)品技術(shù)要求相對低一點、比擬分散未來控制力弱的市場讓出來,由于其手握大量專利,不擔(dān)憂未來被擠出市場,現(xiàn)階段并不太追求產(chǎn)能(日亞月產(chǎn)能500kk,豐田合成及Cree分別為350kk和300kk),而著力于引領(lǐng)市場技術(shù)潮流,當(dāng)技術(shù)成熟到可以規(guī)模進(jìn)入通用照明市場時,估計其產(chǎn)能將會快速提升,同時減少對外專利授權(quán)。這種“中心—外圍〞的競爭格局預(yù)計將維持很長時期。目前國內(nèi)廠商的市場還主要在內(nèi)地,如果芯片出口恐將遇到兩方面的挑戰(zhàn):一、國際大廠的專利訴訟(主要是藍(lán)光和白光),實際上只要做到一定規(guī)模,無論出口與否都會遇到專利挑戰(zhàn),但出口受專利訴訟的可能性更大一些;二、其它外圍廠商的競爭,特別是**地區(qū)廠商,**廠商沿襲它們的傳統(tǒng)戰(zhàn)略—技術(shù)嚴(yán)密跟蹤國際大廠,同時大力提升產(chǎn)能,降低本錢,目前**芯片產(chǎn)能全球第一,還有一些其它行業(yè)的巨無霸如鴻海、聯(lián)茂、佳總正陸續(xù)進(jìn)入這一領(lǐng)域,未來**產(chǎn)能將影響全球LED芯片市場價格波動。鑒于國內(nèi)巨大的市場需求,國內(nèi)芯片廠即使依靠國內(nèi)市場也可以獲得充足的開展,如果海外光電大廠無限制進(jìn)入國內(nèi)市場,國內(nèi)企業(yè)會面臨持續(xù)的競爭壓力,這對于處于成長期的國內(nèi)企業(yè)而言是十分不利的?,F(xiàn)階段是LED產(chǎn)業(yè)成長期,也是各LED大廠國內(nèi)布局期,外資投資國內(nèi)享受稅收優(yōu)惠,國內(nèi)企業(yè)在競爭中處于不平等地位,對外資進(jìn)入國內(nèi)市場,應(yīng)鼓勵在國內(nèi)設(shè)廠從事外延、芯片等具有核心技術(shù)的
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