[发明专利]一种LED光线传感器及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种LED光线传感器及检测方法。

背景技术

       LED是一种能发光的半导体器件。目前，LED仅限于指示灯、电子显示屏等应用，只具有显示功能，不具有可交互性。在半导体电路模型分析中，LED的PN结可以等效为一个电流源与一个电容并联，等效电流源会随着LED接受光照强度变化而变化。这样就可以在管反向偏置的时候，通过检测LED的PN结等效电流源电流，来判断光照强度。

LED发光二极管在接受光照时，PN结等效电流源变化十分微小，普通的AD模数转换不能准确检测电流，使用高精度AD数模转换模块虽然能部分解决检测精度问题，但是高精度AD 的成本过高。

发明内容

本发明的目的是：为解决上述现有技术中的技术问题，提供了一种LED光线传感器及检测方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种LED光线传感器，包括：微控制器1、微控制器内部的AD模数转换模块2、LED3；

LED3的阴极与微控制器1带有AD复用功能的第一引脚6连接，LED 3的阳极与微控制器1的普通引脚7连接；AD模数转换模块2与微控制器1带有AD复用功能的第一引脚6进行功能复用，在AD复用模式下，AD模数转换模块2通过带有AD复用功能的第一引脚6采集外部电压；微控制器1带有AD复用功能的第一引脚6在高阻模式下将引脚悬空，在普通模式下根据程序输出高低电平，限流电阻限制微控制器1引脚流过LED3的电流；微控制器1控制LED3发光、检测光强；

一种LED光线传感器的检测方法，用于检测上述LED光线传感器的接收光的强度，采用C语言编写控制程序，包括以下步骤：

步骤100：将微控制器1连接LED3阳极的普通引脚7置为低电平，将微控制器1连接LED3阴极的第一引脚6置为高电平，对LED3的PN结等效结电容5充电；

步骤200：固定延时后，PN结等效结电容5充电饱和，将微控制器1连接LED3阴极的第一引脚6置为高阻状态，使PN结等效电容5上储存的电荷通过PN结等效电流源4释放，延时固定时间；

步骤300：将微控制器1连接LED3阳极的普通引脚7置为低电平，将微控制器1连接LED（3）管阴极的第一引脚6设置为复用状态，使用微控制器1内部AD模数转换模块2通过第一引脚6采集LED3管阴极上的电压值，存储到程序数组中；将测量PN结等效电流的变化转换为测量PN结等效结电容电压的变化。

由于LED3在接受光照时，PN结等效电流源4的电流会发生改变，在执行步骤200之后PN结等效电容5上的电荷会通过PN结等效电流源4释放，PN结等效电容5上储存的电荷是一定的，LED3接受的光照越强，PN结等效电流源4放电电流越大，延时固定时间后，通过检测LED阴极第一引脚6电压判断出PN结等效电流源4的放电电流大小，从而判断出LED接受光照的强度。

本发明的有益效果是：本发明采用检测PN结等效电容电压的方案，不需要使用高精度AD，将测量PN结等效电流的变化转换为测量PN结等效结电容电压的变化，解决了微小电流的检测问题。PN结等效电流源与PN结等效电容并联，当LED两端没有施加外部电场时，PN结等效电容上存储电荷会通过PN结等效电流源释放，PN结等效电容不会随外部环境变化而变化，所以，固定时间内PN结等效电容的电压只和PN结等效电流源的大小有关，检测PN结等效电容电压，就可以计算出PN结等效电流源的电流大小，这样就解决了PN结等效电流源的电流检测问题。

附图说明

图1为本发明一种LED光线传感器的硬件框图。

图2为本发明一种LED光线传感器的实现方式流程图。

图3为LED电路等效模型。

附图标识：1-微控器，2-微控器内部AD模块，3-LED发光二极管,，4-PN结等效电流源，5-PN结等效电容，6-第一引脚，7-普通引脚。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

本发明一种LED光线传感器，包括：微控制器1、微控制器内部的AD模数转换模块2、LED3；