單片機(jī)中三極管的使用-創(chuàng)新互聯(lián)

三極管在數(shù)字電路里的開關(guān)特征，最罕見的使用有 2 個：一個是掌握使用，一個是驅(qū)動使用。所謂的掌握就是如圖 3-7 里邊引見的，我們可以經(jīng)過單片機(jī)掌握三極管的基極來直接掌握后邊的小燈的亮滅，用法人人根本熟習(xí)了。還有一個掌握就是停止分歧電壓之間的轉(zhuǎn)換掌握，比方我們的單片機(jī)是 5V 零碎，它如今要跟一個 12V 的零碎對接，假如 IO 直接接 12V電壓就會燒壞單片機(jī)，所以我們加一個三極管，三極管的任務(wù)電壓高于單片機(jī)的 IO 口電壓，用 5V 的 IO 口來掌握 12V 的電路，如圖 3-8 所示。

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圖 3-8 三極管完成電壓轉(zhuǎn)換

圖 3-8 中，當(dāng) IO 口輸入高電平 5V 時，三極管導(dǎo)通，OUT 輸入低電平 0V，當(dāng) IO 口輸入低電平常，三極管截止，OUT 則因為上拉電阻 R2 的感化而輸入 12V 的高電平，如許就完成了低電壓掌握高電壓的任務(wù)道理。
所謂的驅(qū)動，次要是指電流輸入才能。我們再來看如圖 3-9 中兩個電路之間的比照。

圖 3-9 LED 小燈掌握方法比照

圖 3-9 中上邊的 LED 燈，和我們第二課講過的 LED 燈是一樣的，當(dāng) IO 口是高電平常，小燈熄滅，當(dāng) IO 口是低電平常，小燈點亮。那么下邊的電路呢，依照這種推理，IO 口是高電平的時分，應(yīng)當(dāng)有電流流過而且點亮小燈，但實踐上卻并非這么復(fù)雜。
單片機(jī)次要是個掌握器件，具有四兩撥千斤的特色。就好像杠桿必需有一個支點一樣，想要撐起全部地球必需無力量接受的支點。單片機(jī)的 IO 口可以輸入一個高電平，然則他的輸入電流卻很無限，通俗 IO 口輸入高電平的時分，大約只要幾十到幾百 uA 的電流，達(dá)不到1mA，也就點不亮這個 LED 小燈或許是亮度很低，這個時分假如我們想用高電平點亮 LED，就可以用上三極管來處置了，我們板上的這種三極管型號，可以經(jīng)過 500mA 的電流，有的三極管經(jīng)過的電流還更大一些，如圖 3-10 所示。

圖 3-10 三極管驅(qū)動 LED 小燈

圖 3-10 中，當(dāng) IO 口是高電平，三極管導(dǎo)通，由于三極管的電放逐鴻文用，c 極電流就可以到達(dá) mA 以上了，就可以勝利點亮 LED 小燈。
固然我們用了 IO 口的低電平可以直接點亮 LED，然則單片機(jī)的 IO 口作為低電平，輸出電流就可以很大嗎？這個我想人人都能猜出來，當(dāng)然弗成以。單片機(jī)的 IO 口電流接受才能，分歧型號不完整一樣，就 STC89C52 來說，官方手冊的 81 頁有對電氣特征的引見，全部單片機(jī)的任務(wù)電流，不要超越 50mA，單個 IO 口總電流不要超越 6mA。即便一些加強(qiáng)型 51 的IO 口接受電流大一點，可以到 25mA，然則還要遭到總電流 50mA 的限制。那我們來看電路圖的 8 個 LED 小燈這局部電路，如圖 3-11 所示。

圖 3-11  LED 電路圖（一）

這里我們要學(xué)會看電路圖的一個常識點，電路圖右側(cè)一切的 LED 下側(cè)的線最終都連到一根黑色的粗線上去了，人人留意，這個中央不是實踐的完整連到一同，而是一種總線的畫法，畫了這種線今后，表現(xiàn)這是個總線構(gòu)造。而一切的名字一樣的節(jié)點是逐個對應(yīng)的銜接到一同，其他名字紛歧樣的，是不連在一同的。比方左側(cè)的 DB0 和右側(cè)的最左邊的 LED2 小燈下邊的DB0 是連在一同的，而和 DB1 等其他線不是連在一同的。
那么我們把圖 3-11 中如今需求解說的這局部獨自摘出來看，如圖 3-12 所示。

圖 3-12 LED 電路圖（二）

如今我們經(jīng)過 3-12 的電路圖來盤算一下，5V 的電壓減去 LED 自身的壓降，減失落三極管e 和 c 之間的壓降，限流電阻用的是 330 歐，那么每條歧路的電流大約是 8mA，那么 8 路 LED假如全體同時點亮的話電流總和就是 64mA。如許假如直接接到單片機(jī)的 IO 口，那單片機(jī)一定是接受不了的，即便短工夫可以接受，長工夫任務(wù)就會不波動，乃至招致單片機(jī)銷毀。
有的同窗會提出來可以加大限流電阻的方法來下降這個電流。比方改到 1K，那么電流不到 3mA，8 路總的電流就是 20mA 閣下。起首，下降電流會招致 LED 小燈亮度變暗，小燈的亮度能夠關(guān)系還不大，但由于我們異樣的電路接了數(shù)碼管，后邊我們要講數(shù)碼管還要靜態(tài)顯示，假如數(shù)碼管亮度不敷的話，那視覺后果就會很差，所以下降電流的辦法并弗成取。其次，關(guān)于單片機(jī)來說，他次要是起到掌握感化，電流輸出和輸入的才能絕對較弱，P0 的 8 個口總電流也有必定限制，所以假如接一兩個 LED 小燈察看，可以勉強(qiáng)直接用單片機(jī)的 IO 口來接，然則接多個小燈，從實踐工程的角度去思索，就不引薦直接接 IO 口了。那么我們假如要用單片機(jī)掌握多個 LED 小燈該怎樣辦呢？
除了三極管以外，其實還有一些驅(qū)動 IC，這些驅(qū)動 IC 可以作為單片機(jī)的緩沖器，僅僅是電流驅(qū)動緩沖，不起就任何邏輯掌握的后果，比方我們板子上用的 74HC245 這個芯片，這個芯片在邏輯上起不到什么其余感化，就是當(dāng)做電流緩沖器的，我們經(jīng)過檢查其數(shù)據(jù)手冊，74HC245 波動任務(wù)在 70mA 電流是沒有成績的，比單片機(jī)的 8 個 IO 口大多了，所以我們可以把他接在小燈和 IO 口之間做緩沖，如圖 3-13 所示。

圖 3-13 74HC245 功用圖

從圖 3-13 我們來剖析，個中 VCC 和 GND 就不必多說了，仔細(xì)的同窗會發(fā)現(xiàn)這里有個0.1uF 的去耦電容哦。
74HC245 是個雙向緩沖器，1 引腳 DIR 是偏向引腳，當(dāng)這個引腳接高電平的時分，右側(cè)一切的 B 編號的電壓都等于左側(cè) A 編號對應(yīng)的電壓。比方 A1 是高電平，那么 B1 就是高電平，A2 是低電平，B2 就是低電對等等。假如 DIR 引腳接低電平，失掉的后果是左側(cè) A 編號的電壓都邑等于右側(cè) B 編號對應(yīng)的電壓。由于我們這個中央掌握端是左側(cè)接的是 P0 口，我們請求 B 等于 A 的形態(tài)，所以 1 腳我們直接接的 5V 電源，即高電平。圖 3-13 中還有一排電阻 R10 到 R17 是上拉電阻，這個電阻的用法我們在后邊引見。
還有最初一個使能引腳 19 腳 OE，叫做輸入使能，這個引腳上邊有一橫，標(biāo)明是低電平無效，當(dāng)接了低電平后，74HC245 就會依照方才上邊說的起到雙向緩沖器的感化，假如 OE接了高電平，那么無論 DIR 怎樣接，A 和 B 的引腳是沒有關(guān)系的，也就是 74HC245 功用不克不及完成出來。
從下面的圖 3-14 可以看出來，單片機(jī)的 P0 口和 74HC245 的 A 端是直接接起來的。這個中央，有一般同窗有個疑問，就是我們明明在電源 VCC 那中央加了一個三極管驅(qū)動了，為何還要再加 245 驅(qū)動芯片呢。這里人人要了解一個事理，電路上從正極經(jīng)由器件到地，起首必需有電流才干正常任務(wù)，電路中任何一個地位斷開，都不會有電流，器件也就不會介入任務(wù)了。其次，和水流一個事理，從電源正極到負(fù)極的電流水管的粗細(xì)都要知足請求，任何一個地位的管子細(xì)致，都邑呈現(xiàn)瓶頸效應(yīng)，電流在全部通路中細(xì)管處會遭到限制而下降，所以在電路通路的每一個地位上，都要包管通道足夠疏通，這個 74HC245 的感化就是消弭單片機(jī)IO 這一環(huán)節(jié)的瓶頸。

圖 3-14 單片機(jī)與 74HC245 的銜接

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