51单片机控制继电器

一世轮回

51单片机控制继电器 [复制链接]

首先看看继电器的驱动

  这是典型的继电器驱动电路图,这样的图在网络上随处可以搜到,并且标准教科书上一般也是这样的电路图
为什么要明白这个图的原理?
  单片机是一个弱电器件,一般情况下它们大都工作在5V甚至更低.驱动电流在mA级以下.而要把它用于一些大功率场合,比如控制电动机,显然是不行的.所以,就要有一个环节来衔接,这个环节就是所谓的"功率驱动".继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节.在这里,继电器驱动含有两个意思:一是对继电器进行驱动,因为继电器本身对于单片机来说就是一个功率器件;还有就是继电器去驱动其他负载,比如继电器可以驱动中间继电器,可以直接驱动接触器,所以,继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口.这个很重要,因为,一直让我们的电气工程师(我指的是那些没有学习过相应的电子技术的)感到迷惑不解的是:一个小小的芯片,怎么会有如此强大的威力来控制像电动机这样强大的东西?
怎么样理解这个电路图?
  要理解这个电路,其实也比较容易.那么请您按照我的思路来,应该没有问题:
首先的,里面的三极管很重要.三极管是电子电路里很重要的一个元件.怎么样理解三极管呢?
  简单的来说三极管有两个作用一个是放大作用,一个是开关作用.(严格来讲开关作用是放大作用的极限情况,不过没关系,把两者分开,更便于理解它的工作原理).在这里,我们只了解它跟本电路有关的开关作用.
首先把三极管想成一个水龙头.

  上面的Vcc就是水池,继电器是一个水轮机,下面的GND是比水池低的任何一点.刚才说过,三极管就是水龙头,它的把手就是那个带有电阻的引脚.
  现在,单片机的某一个需要控制这个继电器电路的输出引脚就是一只"手",当单片机的这个引脚输出低电平的时候,就像"手"在打开三极管"水龙头",水就从上往下流,继电器"水轮机"就开始转起来了.反之,如果是输出高电平,"手"就开始关"水龙头",继电器"水轮机"因为没有水流下来,就会停止.
这就是三极管的开关作用.
  简单的理解和记忆就是:三极管是一个开关器件,其实你真的可以将它看成是一个开关,只不过它不是用手来控制,而是用电压(电流)来控制的,因此,三极管有些时候也被称做电子开关(与机械开关相区别).
  图上还有一个东西,是保护二极管,如果不需要深入理解的话,你大可不必追就为什么有它存在,但是一定得记住,只要是用三极管驱动继电器的场合,一般都有它的存在.需要特别注意的是它的接法:并联在继电器两端   阴极一定是接Vcc

  这里我们先要安装好51试验板上的两个轻触按钮开关，我们采用的是独立式按钮开关，也就是说将开关直接连接到电源的地和单片机的对应引脚之间，这里K1接到单片机的P3.6引脚，K2接到P3.7。正常情况下单片机的P3.6、P3.7都被程序初始化时置“1” 当有按键按下时对应的单片机引脚被按钮开关下拉为“0”，这种方法比较直观，而且比较简单，在按键数量不多的场合下使用很广泛。

  因为机械开关开关时有抖动，所以需要在程序中加一个软件去抖动程序，它的工作原理如下：当单片机检测到有按键被按下后立即执行一个10毫秒的延时程序，然后再在检测该引脚是否仍然为闭合状态？如果仍然为闭合说明确认该键被按下立即执行相应的处理程序，否则可能是干扰，丢弃这次检测结果。
     接下来我们再安装一个四位的拨码开关,就是图中红色的开关,它相当于四个装在一起的拨动开关,当开关拨到"ON"一侧时,对应的那路就会接通,反之断开.它在单片机中一般用于设置初始参数,而且不经常改变的场合。这里因为单片机引脚资源不够，所以我们只使用了拨码开关的第2、3、4位，第1位闲置。三个开关可以逻辑组合出8种状态，所以我们能够方便灵活地预置多达7种的倒计时时间。
     最后我们来安装两个继电器和相关电路，有了继电器我们的实验板不再仅仅是做做实验而已，可以用于控制一些负载，比如说：充电器，洗衣机，电风扇等，使我们的实验板的实用功能大大增强，这也是电子制作实验室网站的单片机实验板和其他公司的产品不同的地方。

  这里继电器由相应的S8050三极管来驱动，开机时，单片机初始化后的P2.3/P2.4为高电平，＋5伏电源通过电阻使三极管导通，所以开机后继电器始终处于吸合状态，如果我们在程序中给单片机一条：CLR P2.3或者CLR P2.4的指令的话，相应三极管的基极就会被拉低到零伏左右，使相应的三极管截至，继电器就会断电释放，每个继电器都有一个常开转常闭的接点，便于在其他电路中使用，继电器线圈两端反相并联的二极管是起到吸收反向电动势的功能，保护相应的驱动三极管，这种继电器驱动方式硬件结构比较简单。
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