摘要：介绍了一种LED点阵感光屏的感光原理及其系统实现。通过C8051F020单片机及LED点阵模块构成的点阵感光屏，利用LED PN结的光导效应，展示了LED作为低价、稳定的光电检测器件的强大功能。
关键词：LED点阵感光屏；光导；光电压；光电流

引言
    2009年电子设计竞赛有一道关于LED点阵书写屏的题目，这道题目要求在LED点阵显示屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。初见此题想到的是，按题目的提示，采用光电三极管作为感光元件，记录坐标。事实上，很多成功的参赛队也是按照此方案获得了竞赛大奖。
    本题为LED点阵新应用的开发提供了很好的方向，但对点阵感光屏来说，能否有更好的实现方法呢?根据光电效应，PN结在光的激励下可以改变其电阻率，而LED也是PN结，那么能否利用LED的PN结特性完成点阵感光屏呢?经过简单的实验探讨，我们发现LED本身就具有很好的感光能力，这样一来，感光屏就可以完全利用LED的感光特性来实现。本文就利用一块8×8的点阵屏，结合C8051F020单片机实现了一块具有感光功能的点阵屏，如图1所示。

1 LED的感光原理
    作为光电探测器的LED能够工作在两种检测模式下：光伏模式(在外界光的作用下器件有产生电压的能力)和光导模式(器件的导电性受外界光的控制)。在两种检测模式下产生的光电压或者光电流通常大约是普通光电二极管的1／100～1／10，一般需要借助于运放和ADC。而在没有运放和ADC的情况下，能否获取LED的光电流呢?事实上利用二极管本身的内电容(通常为pF级)，带有高阻态的三态双向I／O口及内部数字计数器的单片机也可以用来对其所产生的光电信号进行很好的测量。
    最简单的实现的方法如图2所示，通过单个LED的光延时来实现。它由一个LED连接两个单片机的引脚构成，LED发光的同时也测量入射光强并且表明是否超过预先已定义的阈值。