1. 概述

對於許多程式語言而言，入門的第一個程式就是成功輸出"Hello,World"程式，而ARM裸機程式設計的第一個"Hello, World"程式是點亮LED燈。
因此，對於學習ARM裸機程式設計入門的第一課就是先學習LED，成功點亮LED燈。如果要成功點亮LED燈就需要做到如下幾件事情:

• 第一步，看LED的原理圖，確定控制LED的引腳
• 第二步，看ARM主晶片手冊，確定如何設定、控制LED引腳
• 第三步，寫LED的程式

---

2. LED原理圖

LED是Light Emitting Diode的縮寫，意思是發光二極體。
有很多種型別的LED，按封裝方式，可以分為插腳LED和貼片LED。

2.1 二極體的電路圖符號

二極體，是一種具有不對稱導電的雙電極電子元器件。
理想的二極體在正向導電(“電流從+到-”)時它的兩個電極間擁有無窮小電阻，而反向導電(“電流從-到+”)時，有無窮大的電阻，即電流只允許由單一方向流過二極體(“電流從+到-”)。

2.2 發光二極體的電路圖符號

發光二極體是半導體二極體的一種，可以把電能轉化成光能。發光二極體與普通二極體一樣是由一個PN接面組成，也具有單向導電性。

2.3 二極體電路圖

要想二極體能夠導通電流，必須將電源正極接到二極體的P極，電源負極接到二極體的N極。
對於發光二極體(LED)來說，一般需要接3.3V的電壓，電流計算公式為I = V/R，由於二極體正向導電時，電阻非常小，因此為了避免燒壞LED，需要給LED串聯一個電阻，減小流過LED的電流。

2.4 LED電路圖到LED原理圖的演變

使用主控晶片控制LED燈的亮滅。

2.4.1 主控晶片引腳接到LED的正極

• 主控晶片的引腳接到LED的P極，LED的N極接地。
• 當主控晶片輸出3.3V電壓時，點亮LED燈。
• 當主控晶片輸出0V電壓時，熄滅LED燈。
  

2.4.2 主控晶片引腳接到LED的負極

• 主控晶片的引腳接到LED的N極，LED的P極接3.3V的電源。
• 當主控晶片輸出0V電壓時，點亮LED燈。
• 當主控晶片輸出3.3V電壓時，熄滅LED燈。
  

2.4.3 某些晶片引腳輸出較小電壓的情況

某些主晶片驅動能力較弱(例如目的是可以有較長的待機)，引腳只能輸出較小電壓比如1.2V，不足以驅動LED滿足不了對LED的控制。為了使這些驅動能力較弱的主控晶片能控制LED，因此，可以藉助三極體來實現。

---

二極體是由一個PN接面構構成的，而三極體由兩個PN接面構構成，共用的一個電極成為三極體的基極。
三極體的工作原理:

• 三極體是電流放大器件，有三個極，分別叫做集電極C，基極B，發射極E。
• 三極體可以分為PNP型三極體和NPN型三極體
  

---

以NPN型三極體為例：

• 把從基極b流至發射極E的電流叫做基極電流Ib；把從集電極c流至發射極e的電流叫做集電極電流 Ic。
• 這兩個電流的方向都是流出發射極e的，所以發射極E上就用了一個箭頭來表示電流的方向。
• 三極體的放大作用就是：集電極c電流受基極B電流的控制，並且基極電流很小的變化，會引起集電極電流很大的變化，且變化滿足一定的比例關係（集電極電流的變化量是基極電流變 化量的β倍，β是一個大於1的數。）
• 當基極b輸出0V時，be之間沒有導通，因此ce之間也沒有被導通。
• 當基極b輸出比如1.2V時，be之間導通，因此ce之間也會被導通。

---

對於NPN型三極體，主控晶片接基極，當主控晶片輸出0V時，三極體是不導通的；當主控晶片輸出比如1.2V時，三極體是導通的。

對於PNP型三極體，主控晶片接基極，當主控晶片輸出0V時，三極體是導通的；當主控晶片輸出比如1.2V時，三極體是不導通的。

2.4.3.1 主控晶片通過三極體控制LED

當使用三極體控制LED燈時，我們不關心主控晶片GPIO引腳輸出多少伏電壓，只考慮它是輸出邏輯高電平1還是邏輯低電平0；對於NPN型三極體，當主控晶片輸出邏輯高電平1時，點亮LED，當主控晶片輸出邏輯低電平0時熄滅LED燈。

2.5 其他二極體

2.5.1 齊納二極體

2.5.2 隧道二極體

2.5.3 光電二極體

2.5.4 變容二極體

2.5.5 肖特基二極體

2.5.6 可控矽整流器