种类与规格：五花八门

    突然你眼前跳出一位阿姨，微笑着问你需要什么，两旁是密密麻麻、各式各样的元器件。你说你想买LED，她会问你是不是要发光二极管呀？要什么型号的？什么颜色的？国产的还是进口的？φ 3还是φ 5的？普通的还是高亮的？1W的还是3W的？单色的还是双色的？共阴的还是共阳的？红发红的还是白发红的？贴片的还是直插的？……如果你面对这一大堆问题而回答不知道的话，她一定会白你一眼然后对你说：“你还是先去看一下杜洋写的《LED总结报告》之后再来买吧！”

    是呀，如果你真的不清楚，你是应该仔细看看我下面的文章。LED发展到今天，已经形成许多种类和规格，本文我将选取市场上常见、爱好者常用的LED产品来详细介绍一下，希望对初学者有所帮助。LED的化学材料、生产工艺等内容因为与实际应用涉及不多，所以本文不作介绍，有兴趣的朋友请参考其他资料。

    LED的核心只是一个小小的PN结，普通的LED的核心只有一粒沙子的大小。而我们在市场上买到的LED已根据不同应用需要而外加了封装。最常用的LED封装形式有两种——直插式和贴片式（SMD），其中直插式的目前应用最广，以至于有些爱好者一提到LED就马上想到高高的草帽下面长着两条脚的东西。但随着贴片技术的发展，产品不断精小化之后，贴片LED封装将会成为主流。

    1. 直插式LED—始终很流行，从未被取代

    常用的直插封装LED规格有φ 3、φ5、φ8、φ10，指的是直插式LED帽身的直径尺寸（单位是mm）。其中最最常见的是φ 5型LED产品。因为直插式LED的造型是根据最终产品需要的LED指示灯在外壳上的孔径大小决定的，所以你在选择时，要视你的应用来选择。直插式封装有几处设计是用来在外观上区分LED极性的。如图5所示，单色直插式LED帽沿的切边一面下方的引脚是LED的负极；在未焊接之前，引脚短针一边是LED的负极；单色直插式LED的外壳颜色一般有带颜色的和透明的两种例如一款红色光直插式LED，如果外壳也是红色则称为红发红LED，如果外壳是透明的则称为白发红LED。依此说法就有了绿发绿、白发绿、白发蓝、白发白等规格。有色外壳一般直接用作指示灯，透明外壳多用于聚光照明或需要光学传导的场合。台式电脑机箱上的电源指示灯是有色外壳，光电鼠标底部的红光LED是透明外壳的，因为LED前面还有一块折射镜结构的组件，将光导向指定的区域。

    2. 贴片式LED——微型电子产品的必备之物

    常用的贴片式LED封装规格有0603、0805、1206，指的是贴片LED基座PCB板的长宽尺寸，如0805指贴片LED的基座PCB板的长宽尺寸是2.0×1.25（单位是mm），详见表1。

    因为贴片LED是直接贴装在电路板上，不能延伸到外壳上，需要由导光组件将光引导至外壳上指定位置，所以一般的贴片LED封装都是透明壳体。还有一些设计者把贴片LED排成阵列来制作小型的LED显示屏，这也是一种用法。单色贴片LED封装中，有绿色（或蓝色）小点的一侧引脚为LED的负极，如图5所示。

    3. LED显示屏——动静“显”中求

    前面所讲的是将LED封装成点光源，用于照明和状态指示。下面介绍几种常见的将LED封装成阵列，用于信息显示的器件。许多初学者朋友都会在LED数码管和点阵屏的原理上晕倒，所以下面我重点介绍一下它们。

    首先我们来说一下LED数码管，这是我小时候最早见过的LED显示器件，还记得那是在一台水泥搅拌机的控制面板上，一个会发光的数字吸引了我，我惊奇地发现就在那7个条条所组成的“8”字上，可以显示出从“0”到“9”十位数字，发明这个的人简直太有才了。后来才知道，我看到的那种叫LED八段数码管（其中七段显示数字，一段显示小数点），除了数字之外还可以显示A、b、c、d、E、F等英文字母，如图6所示。后来又知道了还有一种17段数码管可以显示数字、字母和特殊符号，我见过用17段数码管作为显示屏的“大哥大”，现在想起来挺搞笑的。LED数码管从段码数量上分为7段、8段、15段和17段；从位数上分有1位、2位、4位、8位等；从极性上分为共阴型和共阳型，从显示方式上可以分为静态显示和动态显示，从颜色上分为单色、双色和三色等，从尺寸上分类则各式各样、应有尽有，如图7所示。

    LED数码管不管是多少位连在一起的，都会有一个共阳或共阴的问题。如图8所示，为了节约数码管模块的引脚数量，就将每一个段码的所有阳极或阴极并联在一起，形成一个公共的阳极或阴极。在制作电路和购买元器件的时候一定要了解你所用的数码管是共阳还是共阴。如果购买2位或2位以上的数码管时，除了极性问题外还要考虑驱动方式的问题。我们以共阳的数码管为例，将2个共阳数码管的阳极端并联在一起，把每个数码管的所有段码的阴极都引出来，这样就形成了静态显示所需要的数码管结构，如图9所示。静态显示方式适合在采用数字集成电路来驱动显示的电路中使用，只要将共阳极接到电源上，然后分别用数字集成电路来控制各段码的阴极接地，就可以实现数字的显示了。还有一种显示方式，是将各对应段码的阴极并联在一起，而将每个位码的公共端阳极分开（VCC1、VCC2）。如图10所示，当希望第1位数码管显示数字“3”的时候，只要在VCC1端加高电平（VCC2端断开），并在公共阴极端对应“3”的段码（a、b 、c 、d 、g ）接地即可。当希望第2 位数码管显示数字“ 7 ”的时候，只要在VCC2 端加高电平（ VCC1 端断开），并在公共阴极端对应“7”的段码（a、b、c ） 接地即可。当用单片机或其他处理器控制，将切换速度变得足够快时， 我们的眼睛就会感觉“3”和“7”是同时显示的了。因为这种显示方式需要高速的切换显示，所以得名“动态显示”，相对的前一种方式被称为“静态显示”。动态显示方式不论是多少位的数码管，在同一时间内只有其中一位被点亮，所以比较省电。但却需要高速度的电路来驱动，不过在单片机技术盛行的今天，用单片机或是专用的动态显示驱动芯片来驱动数码管已经不是问题（常用的LED数码管显示驱动芯片有MAX7219、CS7219等）。注意在购买数码管时要问清数码管的公共极性，第一次使用的数码管应先用万用表测试各段码和引脚的对应关系。

    下面说说LED点阵屏，LED点阵屏由多只LED以阵列的形式封装在一块平面上，通过对应点的点亮和熄灭来组合出各种字符和图形，如图11所示。它的应用就很常见了，比如城市广场上经常会看到的电视墙、地铁和公共汽车上的信息显示屏，都是使用LED阵列显示屏模块组成的。LED点阵屏有各种颜色（常用的有红色、绿色、蓝色），也分为单色、双色（常见的是红、绿组合）、三色（红、绿、蓝组合实现全彩显示），有普通亮度和高亮度之分。尺寸规格一般按LED点阵屏中各点的直径区分，常用的单点直径有3.0mm、3.75mm、5.0mm等。同一模块上的点阵数量的不同也可分为8×8点、16×16点、5×7点等等。如图12所示，是单色LED点阵屏的内部结构，图中可以看出LED在内部的连接也是以阵列的方式连接，这种连接方式适合采用遂行扫描的方式来实现显示。LED点阵屏的驱动，也是单片机初学者必修的一课。当初我在学习单片机的时候，最有兴趣的就是LED点阵显示屏的制作，于是看了下它的结构和原理之后就去电子市场买件了。还是那个微笑的阿姨，我说想买一款8×8、单红色、普通亮度、φ 3.0mm的点阵屏。没想到她问我是共阴还是共阳的。我晕，我看过点阵屏的结构原理，它是阵列式接线方式，没有分共阴和共阳呀！我吱吱唔唔半天说不出话来。还算我聪明，最后说共阳和共阴的各买一片。也好回去研究一下是怎么回事。结果发现是一样的，我又一次晕倒。后来经过高手的指点才明白，LED点阵屏所谓的共阴和共阳是指双色和三色屏来说的，因为双色和三色屏需要在同一个点里多出1或2个颜色的LED，为了节省引脚数，就将同一点里的多个颜色按共阳或共阴方式并联，如图13所示。而单色屏因为没有公共端，所以不存在这个概念，如图14所示。原来阿姨也不太明白，改天告诉她一下。

    LED点阵屏的驱动方式和LED数码管动态显示的方式很相似。我们以8行×8列的LED点阵屏为例，当8行全部接入高电平，8列全部接地时，LED点阵屏上的所有点点亮。当我们只将第1行接入高电平，8列全部接地，则只有第1行的8个LED点亮。如果我们在这时只希望第1行的前4列点亮，就可以将前4列引脚接地，后4列引脚断开。按照动态显示的原理，要显示第2行的信息时，就将第2行对应的列引脚接地或断开，依此类推就可以任意控制8行、8列的64个LED的点亮和熄灭，当切换显示的速度足够快时，眼睛就会感觉所有点亮的LED是同时显示的。这种显示方式同样需要高速的单片机来实现动态切换，行列数量越多，需要的处理速度就越快。LED点阵屏封装的后面引脚数量不一，一般的8×8单色点阵屏有16个引脚（8个行引脚和8个列引脚），如图14所示。8×8双色共阴或共阳的点阵屏有24个引脚，如图13所示。LED点阵屏的引脚在封装上并不是按行列顺序排列的，所以在初次使用某一型号的LED点阵屏之前，应向商家索取LED点阵屏的资料。如果不是专业卖LED点阵屏的商家可能也没有什么资料，那就要靠我们自己灵巧的双手和万用表来测试了。以数字万用表为例，把万用表调整到二极管测试挡，将红表笔放在某个引脚上，黑表笔分别按顺序接在其他各引脚上测试，同时观察LED点阵屏是否有某点被点亮。如果发现没有任何LED被点亮，则调换红、黑表笔再如法炮制。如果发现有LED被点亮，则这时红、黑表笔对应的引脚正是被点亮LED所在的行列位置及正负极关系。把这个对应关系记下来，再测试下一个引脚。最后你会得到一张图表，如图13和14所示，黑色圆圈里的数据是引脚编号，它们和行、列的对应关系就一目了然了。双色屏的测试也是一样的方法，只是多了一个共阴、共阳关系而已。