专利名称：一种led触摸电子琴及检测方法
技术领域：
本发明涉及半导体传感器领域，特别涉及一种LED触摸电子琴及检测方法。
背景技术：
LED是一种能发光的半导体器件。目前，LED的应用仅限于电子显示屏，只具有显示的功能，不具有可交互性。在LED的电路等效模型中，LED PN结等效电流源的电流会随着LED接受光照强度变化而变化，应用这个原理，将LED组成点阵后，通过检测整个点阵中每个点的光强来判断触摸位置，若使用自然光作为光源，自然光随环境因素变化大，光照强度不能满足触摸检测要求。
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触摸电子琴及检测方法，采用LED发光二极管点阵自发光的方案，检测时，只熄灭LED发光二极管点阵中需要检测光强的LED，其余LED处于点亮状态，当触摸时，检测光强的LED发光二极管周围的LED发光二极管发光，光线通过手指反射到检测光强的LED发光二极管，这样循环检测点阵中的每一个点，这样就可以通过LED发光二极管点阵自发光产生光源，实现触摸检测。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:提供了一种LED触摸电子琴，主要包括:微控制器1、微控制器内部的AD模数转换模块2、若干LED3组成的LED矩阵4、音频接口 5、微控制器内部的DA数模转换模块8 ；
每个LED3的阴极与微控制器I带有AD复用功能的第一引脚9连接，每个LED3的阳极与微控制器I的普通引脚10连接；AD模数转换模块2与微控制器I带有AD复用功能的第一引脚9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9采集外部电压；微控制器I带有AD复用功能的第一引脚9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；音频接口 5与微控制器I带有DA复用功能的第二引脚连接；DA数模转换模块8与微控制器IDA复用功能的第二引脚进行功能复用，在DA复用模式下，DA数模转换模块8通过带有DA复用功能的第二引脚输出模拟电压，微控制器I通过程序变换模拟电压，驱动音频接口 5，即可输出琴音；
一种LED电子琴的检测方法，使用C语言编写控制程序，检测光强包括以下步骤:
步骤100:将微控制器I连接检测光强的LED3阳极的普通引脚10置为低电平，将微控制器I连接检测光强的LED3阴极的第一引脚9置为高电平；对检测光强的LED3进行反向充电，同时将微控制器I连接其他所有LED3阳极的普通引脚10置为高电平，连接阴极的第一引脚9置为低电平，点亮除检测光强LED3以外的LED3 ；
步骤200:将微控制器I连接检测光强的LED3阴极的第一引脚9置为高阻状态，使LED3PN结等效电容7上储存的电荷通过LED PN结等效电流源6释放，延时固定时间，其它LED3处于点売状态。步骤300:将微控制器I连接检测光强的LED3阳极的普通引脚10置为低电平，将微控制器I连接检测光强的LED3阴极9的引脚切换为AD复用模式，使用微控制器I内部的AD模数转换模块2检测光强的LED3阴极上的电压值，存储到程序数组中；
步骤400:重复步骤100-300，循环检测LED矩阵4中每一个LED3，检测触摸后识别触摸位置，使用微控制器I内部DA数模转换模块8驱动音频接口 5发出触摸位置对应设置的琴音，实现LED触摸电子琴；
由于检测光强的LED3在接受光照时，LED3 PN结等效电流源6的电流会发生改变，在执行步骤200之后LED3 PN结等效电容7上的电荷会通过LED3 PN结等效电流源6释放，LED3 PN结等效电容7上储存的电荷是一定的，延时固定时间后通过检测LED3阴极第一引脚9电压就能判断出PN结等效电流源6的电流大小，从而判断出LED3接受光照的强度。本发明的有益效果是:本发明应用“在LED的电路等效模型中，LED PN结等效电流源的电流会随着LED接受光照强度变化而变化”的原理，将LED组成点阵，检测点阵中的每一个点的光强变化，并让点阵中的每一个点对应一个琴音，在检测到光强变化时通过微控器输出琴音。本发明具有交互性，并弥补了自然光随环境因素变化大不能满足触摸检测要求的缺陷。
图1为本发明一种LED触摸电子琴的硬件框图。图2为本发明LED检测光强的硬件框图。图3为本发明LED检测光强的流程图。图4为本发明LED电路等效模型图。 附图标识:1-微控制器，2-AD模数转换模块，3-LED发光二级管，4-LED矩阵，5-音频接口，6-PN结等效电流源，7-PN结等效电容，8-DA数模转换模块，9-第一引脚，10-普通引脚。
具体实施例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触摸电子琴，主要包括:微控制器1、微控制器内部的AD模数转换模块2、若干LED3组成的LED矩阵4、音频接口 5、微控制器内部的DA数模转换模块8 ；
每个LED3的阴极与微控制器I带有AD复用功能的第一引脚9连接，每个LED3的阳极与微控制器I的普通引脚10连接；AD模数转换模块2与微控制器I带有AD复用功能的第一引脚9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9采集外部电压；微控制器I带有AD复用功能的第一引脚9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；音频接口 5与微控制器I带有DA复用功能的第二引脚连接；DA数模转换模块8与微控制器IDA复用功能的第二引脚进行功能复用，在DA复用模式下，DA数模转换模块8通过带有DA复用功能的第二引脚输出模拟电压，微控制器
I通过程序变换模拟电压，驱动音频接口 5，即可输出琴音；
一种LED电子琴的检测方法，使用C语言编写控制程序，检测光强包括以下步骤:
步骤100:将微控制器I连接检测光强的LED3阳极的普通引脚10置为低电平，将微控制器I连接检测光强的LED3阴极的第一引脚9置为高电平；对检测光强的LED3进行反向充电，同时将微控制器I连接其他所有LED3阳极的普通引脚10置为高电平，连接阴极的第一引脚9置为低电平，点亮除检测光强LED3以外的LED3 ；
步骤200:将微控制器I连接检测光强的LED3阴极的第一引脚9置为高阻状态，使LED3PN结等效电容7上储存的电荷通过LED PN结等效电流源6释放，延时固定时间，其它LED3处于点売状态。步骤300:将微控制器I连接检测光强的LED3阳极的普通引脚10置为低电平，将微控制器I连接检测光强的LED3阴极9的引脚切换为AD复用模式，使用微控制器I内部的AD模数转换模块2检测光强的LED3阴极上的电压值，存储到程序数组中；
步骤400:重复步骤100-300，循环检测LED矩阵4中每一个LED3，检测触摸后识别触摸位置，使用微控制器I内部DA数模转换模块8驱动音频接口 5发出触摸位置对应设置的琴音，实现LED触摸电子琴；
由于检测光强的LED3在接受光照时，LED3 PN结等效电流源6的电流会发生改变，在执行步骤200之后LED3 PN结等效电容7上的电荷会通过LED3 PN结等效电流源6释放，LED3 PN结等效电容7上储存的电荷是一定的，延时固定时间后通过检测LED3阴极第一引脚9电压就能判断出PN结等效电流源6的电流大小，从而判断出LED3接受光照的强度。以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种LED触摸电子琴，其特征在于，所述一种LED电子琴主要包括:微控制器(I)、微控制器内部的AD模数转换模块(2 )、若干LED (3 )组成的LED矩阵(4 )、音频接口( 5 )、微控制器内部的DA数模转换模块(8 ); 每个LED (3)的阴极与微控制器(I)带有AD复用功能的第一引脚(9)连接，每个LED(3 )的阳极与微控制器(I)的普通引脚(10 )连接；AD模数转换模块(2 )与微控制器(I)带有AD复用功能的第一引脚(9)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(9)采集外部电压；微控制器(I)带有AD复用功能的第一引脚(9)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；音频接口(5)与微控制器(I)带有DA复用功能的第二引脚连接；DA数模转换模块(8)与微控制器(I)DA复用功能的第二引脚进行功能复用，在DA复用模式下，DA数模转换模块(8)通过带有DA复用功能的第二引脚输出模拟电压，微控制器(I)通过程序变换模拟电压，驱动音频接口(5)，即可输出琴音。
2.—种LED电子琴的检测方法，包括以下步骤: 步骤100:将微控制器(I)连接检测光强的LED (3)阳极的普通引脚(10)置为低电平，将微控制器(I)连接检测光强的LED (3)阴极的第一引脚(9)置为高电平；对检测光强的LED (3)进行反向充电，同时将微控制器(I)连接其他所有LED (3)阳极的普通引脚(10)置为高电平，连接阴极的第一引脚(9)置为低电平，点亮除检测光强LED (3)以外的LED (3)； 步骤200:将微控制器(I)连接检测光强的LED (3)阴极的第一引脚(9)置为高阻状态，使LED (3) PN结等效电容(7)上储存的电荷通过LED PN结等效电流源(6)释放，延时固定时间，其它LED (3)处于点亮状态； 步骤300:将微控制器(I)连接检测光强的LED (3)阳极的普通引脚(10)置为低电平，将微控制器(I)连接检测光强的LED (3)阴极的第一引脚(9)切换为AD复用模式，使用微控制器(I)内部的AD模数转换模块(2)检测光强的LED (3)阴极上的电压值，存储到程序数组中； 步骤400:重复步骤100-300，循环检测LED矩阵(4)中每一个LED (3)，检测触摸后识别触摸位置，使用微控制器(I)内部DA数模转换模块(8 )驱动音频接口( 5 )发出触摸位置对应设置的琴音，实现LED触摸电子琴； 由于检测光强的LED (3)在接受光照时，LED (3) PN结等效电流源(6)的电流会发生改变，在执行步骤200之后LED (3) PN结等效电容(7)上的电荷会通过LED (3) PN结等效电流源(6)释放，LED (3) PN结等效电容(7)上储存的电荷是一定的，延时固定时间后通过检测LED (3)阴极引脚电压就能判断出PN结等效电流源(6)的电流大小，从而判断出LED(3)接受光照的强度。
全文摘要
本发明涉及半导体传感器领域，公开了一种LED触摸电子琴及检测方法，一种LED触摸电子琴，主要包括微控制器、微控制器内部的AD模数转换模块、若干LED组成的LED矩阵、音频接口、微控制器内部DA数模转换模块。本发明应用“在LED的电路等效模型中，LEDPN结等效电流源的电流会随着LED接受光照强度变化而变化”的原理，将LED组成点阵，检测点阵中的每一个点的光强变化，并让点阵中的每一个点对应一个琴音，在检测到光强变化时通过微控器输出琴音。本发明具有交互性，并弥补了自然光随环境因素变化大不能满足触摸检测要求的缺陷。
文档编号G10H1/34GK103117056SQ20131003210
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者李航, 秦晓程, 李裕礞, 冯林 申请人:大连理工大学