1、 LED简介 #

LED（light-emitting diode，发光二极管），早在1962年被发明，发光二极管具有单向导电性，它的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。当给发光二极管加上正向电压后，在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

LED灯的特点：
节能：LED灯的能耗是白炽灯的十分之一，是节能灯的四分之一。
高速开关变化：常见白炽灯无法高速开关，多次开关会导致白炽灯丝断裂
环保：不含重金属，白炽灯中含汞等重金属
相应速度快，传统白炽灯需要接通电源点亮后一段时间才能达到最亮
冷光源：不会产生太多热量，因此不会吸引喜光热的飞虫

常见发光二极管：
普通单色发光二极管：普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650～700nm，琥珀色发光二极管的波长一般为630～650nm ，橙色发光二极管的波长一般为610～630nm左右，黄色发光二极管的波长一般为585nm左右，绿色发光二极管的波长一般为555～570nm。
高亮度单色发光二极管：高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用的半导体材料与普通单色发光二极管不同，所以发光的强度也不同。通常，高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓（GaAlAs）等材料，超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓（GaAsInP）等材料，而普通单色发光二极管使用磷化镓（GaP）或磷砷化镓（GaAsP）等材料。
变色发光二极管：变色发光二极管是能变换发光颜色的发光二极管。变色发光二极管发光颜色种类可分为双色发光二极管、三色发光二极管和多色（有红、蓝、绿、白四种颜色）发光二极管。
闪烁发光二极管：闪烁发光二极管（BTS）是一种由CMOS集成电路和发光二极管组成的特殊发光器件，可用于报警指示及欠压、超压指示。闪烁发光二极管在使用时，无须外接其它元件，只要在其引脚两端加上适当的直流工作电压（5V）即可闪烁发光。

本实验学习双色发光二极管，它能够发出两种不同颜色的光–红色和绿色，通常有三个引脚，一个为共阴极或共阳极，另外两个引脚对应为颜色引脚（红色和绿色），GND针脚接控制器GND针脚，剩下两个针脚分别接3.3V时，会依次显示红绿。

2、 互动思考：LED应用 #

上世纪90年代LED技术的长足进步,不仅是发光效率超过了白炽灯，光强达到了烛光级，而且颜色也从红色到蓝色覆盖了整个可见光谱范围。这种从指示灯水平到超过通用光源水平的技术革命导致各种新的应用，诸如汽车信号灯、交通信号灯、室外全色大型显示屏以及特殊的照明光源。

常见应用场景有：LED显示屏、交通信号灯、汽车用灯，液晶屏背光源，灯饰，照明光源，温室补光等。

3、 所需元件清单 #

Arduino Uno主板
USB数据线
双色LED模块
面包板
9V电池
杜邦导线

4、 动手实验
#

让双色LED渐变循环显示红绿色
A实验接线图

B实验程序图

5、拓展训练 #

实验2：如何让双色LED红绿色延时交替显示：红色显示5秒暂停1秒绿色显示5秒