单片机技术及工程实践第5章课件

1、第5章 外围接口技术5.1 键盘接口键盘的机械弹性开关在闭合或断开时如图所示有持续 510ms 的抖动才能稳定(即闭合-断开交替变化). 必须消除按键抖动产生的影响,以免造成重复识别. 11. 消除按键抖动的硬件方法 RS触发器去抖动电路:按键S位于A处未按下时,与非门1输出为1;键按下时在B处接触又弹开,只要不回到A点,双稳态触发器状态不会改变,输出波形保持为0不会出现抖动. 22. 消除按键抖动的软件方法 软件方法简单有效.一旦检测到按键闭合或释放后,执行1020ms 的延时子程序,待抖动结束后再执行相应的按键处理程序.5.1.1 独立式键盘接口 每键占用一条口线,低电平接入有效. P0口

2、要加上拉电阻,按键不多场合用.35.1.2 拨码盘接口拨码盘属于静态开关,适合作一次性预置输入.1. BCD码拨码盘* 10线拨码盘A端接地,但09端占用I/O口线多.* BCD码拨码盘输入是09, A为输入控制线,输 出是4条8421制BCD码,与A接通代表十进制数. 4右图3片拨码盘组成3位十进制拨码盘组(可按所需位数扩拼),每盘有09共10个挡位,与输入的十进制数字对应,5个接点位于拨盘后方. 52. 单片机与单片BCD码拨盘的接口 * 4位I/O口与BCD码盘连接, 有正/负逻辑之分.* A端接高电平,4位输出端经下拉电阻接地,与 A接通的端口变高电平,输出原码(正逻辑).* A端接地

3、,4位输出端经上拉电阻接高电平,与 A接通的端口变低电平,输出反码(负逻辑).63. 单片机与多片BCD码拨盘的接口 用分时复用方式读BCD码数据以节省I/O口线.电路(一)7* 各片码盘中码位相同的输出端 (例如8)分别 接同一个与非门(例如1)的输入端.* 与非门输入端数目 (或由门电路芯片的逻辑 组合来提供)应等于码盘片数.* P1.0P1.3 口所接收到的信号分别对应于 单片拨码盘的8421码位.* P1.4P1.7口分别控制各片BCD码拨码盘的 A端(低电平有效). * 图中拨码盘预置数的输出为BCD反码,再反相.（1）多片BCD码拨码盘的接口电路(一) 8（2）多片BCD码拨码盘的

4、接口电路(二) 码盘的A1和A2端连接,A3和A4端连接,由P3.0口直接或反相控制,可轮流选通两组拨码盘. 9* P3.00时,A1和A2端选通(低电平), P1.0P1.3口读入A1盘的4位BCD码(属反码), P1.4P1.7口读入A2盘的4位BCD码(属反码).* P3.01时,A3和A4端选通(低电平), P1.0P1.3口读入A3盘的4位BCD码(属反码), P1.4P1.7口读入A4盘的4位BCD码(属反码).两个电路的差异 ：电路(一)用8条I/O口线, 2片(双4输入与非门) 和16个电阻.电路(一)用8条I/O口线,P3.0口线,一个反相器, 16个二极管和8个电阻. 10

5、5.1.3 矩阵键盘扫描法I/O口组成键盘行线和列线,适于按键较多场合. 3行4列为例,列线经上拉电阻接+5V.键编号自定.按键按下时对应行线和列线被短接.11扫描法识别按键流程： 1.查询有否键被按下(含去抖) 全部行线送出0,读列线电平. 若有键按下, 读得的列线电 平必不全为1. 加入1020ms延时去抖,重新 判断,不全为1确认有键按下.2.判断哪个键被按下 P1.0P1.2口逐行送出0,读 列线若全为1,则键不在此行. 若不全为1,按下的键必位于 行线/列线为0电平的交点处. 123.给按键赋值 (两种方式)(1)直接赋值:把行线和列线按二进制的组合赋值,组 成的键值离散性大,采用穷

6、举法逐个键值进行比较. 例如:“S8”和“S9”的二进制组合键值分别如下. (2)顺序赋值:按“行线首键号列线编号”的规则赋值, 赋值结果与键号一致，便于散转指令的运用. 行线首键号：8(P1.0),4(P1.1),0(P1.2)列线的编号：0(P1.3),1(P1.4),2(P1.5),3(P1.6)134.查询是否按键已释放 (含延时去抖) 赋予“S8”键号的键值为：808；赋予“S9”键号的键值为：819。提取键值后,行线送出全0(低电平),读入列线电平.若列线全为1(高电平),表示按键已释放,此时也需要加入1020ms延时去抖,重新查询以确认按键已释放稳定.否则继续查询直至按键释放稳定

7、为止. 上述4个判断步骤,可组成完整的键盘扫描子程序供调用.如果按键数目较多,尤其对位于最后一行和最后一列的按键,需从头到尾多次数扫描才取得结果.总结：145.1.4 矩阵键盘反极法 (线反转法)不管按键所在行和列,对键盘两次操作,就能获取键值.图中连接的P1口内部已有上拉电阻. 151. 步骤1a)图按键未按下,初始态时行线为全0而列线为全1.读取列线的电平,出现0的列属有键被按下.加入1020ms延时去抖,再读P1口判断按键稳定.例:按下键9,读P1口为1110 1000. 2. 步骤2b)图与步骤1相反,列线送出全0,读入行线电平,出现0的行线属有键被按下. 加入延时去抖1020ms,再

8、读P1口判断按键稳定.例：按下键9,读P1口为1000 0110. 163. 读数“或”运算对步骤1和2所得二进制数“或”运算,得到键值.查键值功能表,执行相应操作.4. 反极法的编程举例 (步骤1和2)KEY: MOV P1，#0F8H ；行线送出全0 MOV A，P1 ；读入列线值 ANL A，#0F8H ；比较原状态17 CJNE A，#0F8H，KK1 ；判有否键按下 AJMP KEYKK1:LCALL DLY ；延时子程去抖 MOV P1，#0F8H ；行线再送出全0 MOV A， P1 ；再读入列线值 ANL A， #0F8H ；比较原状态 CJNE A， #0F8H，KK2 ；键

9、按下已稳定 AJMP KEYKK2:MOV R3，A ；记下行列口线值 185.1.5 矩阵键盘位操作法 (释放剩余口线)34矩阵键盘扫描法和反极法都是按字节操作I/O口,P1剩余1条口线不能用, 但缺1条口线可能要另外采用芯片扩展I/O口,位操作法能释放剩余的口线,充分利用有限的I/O口线. 1. 位操作法采用的位指令 (三条)CLR bit(位清零), SETB bit(位置1),JNB bit(位比较跳转)2. 位操作法的基本步骤 仍遵循扫描法4个步骤,用位指令代字节指令.19具体操作方法: 1)先把行输出线逐位清为0.列输入线逐位电平比较, 有键按下的列线变为低电平,延时去抖, 重新检

10、查以确认稳定. 2)把行线逐条置0(其余行线置1),用位比较指令逐列扫描,以确定被按下键的所在列. (图5-13)203) 赋予键值.4) 把行输出线逐位清为0.列输入线逐位电平比较,若列线全部变为高电平, 则按键已释放,也需加入延时去抖,重新检查以确认稳定.注:全过程对P1.7无影响,可独立用作灯驱动. 3. 矩阵键盘位操作法的编程举例 (书P.115) 图5-13中12个键号 “09,A,B” 对应的键值依次为：73H, 6BH, 5BH, 3BH, 75H, 6DH，5DH, 3DH, 76H, 6EH, 5EH, 3EH. 215.1.6 矩阵键盘接口的工作方式1. 键盘查询方式 把键

11、盘扫描作为子程序调用,查询期间CPU不能执行其他操作,且等待输入会占用CPU时间. 2. 键盘中断方式 在有键被按下时,才向CPU申请中断,转向执行键盘扫描和键功能处理程序,但需增加按键的中断触发电路(有如下两种接口方式) a) 与门触发中断的矩阵键盘接口 列线作与门的输入,与门输出作中断触发信号. 22* 键盘初始化: 行线全置0, 列线全置1.* 只要键按下, 行列线变0, 与门输出低, 触发外中断.* 中断服务程序中调用键盘扫描程序,执行任务.* 中断返回前需恢复行线/列线的初始状态(注: 与单片机复位时口线全为高电平不同)23b) 公共触点触发中断的矩阵键盘接口 * 用具第公共 触点的

12、键盘, 键按下时三 个触点接通.* 公共端接反 相器输入端, 反相输出触 发外部中断.* 初始化行列线置1,无键按下时公共触点被R拉 为低电平;键按下时R接高电平,反相触发中断.24* 中断服务程序中先关闭中断,调用键盘扫描 程序,执行任务.* 中断返回前,把行线列线恢复为初始的高电 平(这与单片机复位状态一致),并开启中断. 总结：这两种中断方式的键盘接口, 都能与第1章所述CMOS型单片机的待机(Idle)功能相结合,通过键按下以触发中断,唤醒待机状态. 键盘的行/列线数目可根据实际需要进行增减,以满足不同按键数目的要求. 255.2 LED显示器接口5.2.1 LED显示器结构 (又称L

13、ED数码管)由8个发光二极管构成7个字符段和1个小数点. (1)共阴极型LED显示器结构及外形 26(2)共阳极型LED显示器结构及外形 注:LED管压降约1.2V,限流10mA.段(字型控 制)端需串入限流电阻,外形顺钟向段号 为ag,小数点dp在右下角.275.2.2 LED静态显示方式1. 静态显示方式原理一位LED独立显示一个数位,内容由锁存器锁存.字段控制由七段锁存/译码/驱动器担任, 字位控制实现LED的通断.单片机提供字段字位信号.2. 静态显示方式的特点* 改变显示内容时单片机才送出新数据,CPU 工作量较少,易控制,亮度高,显示稳定.* 各数码管须配七段锁存译码芯片, 硬件增

14、 加,功耗相应增大,且所需的I/O口线较多. 283. 常用BCD码硬件译码芯片 (1) CD4511: 常用BCD码七段锁存/译码/驱动器芯片, 灯测试端LT和熄灭端BI接高电平. * 锁存端LE0,译码输出字形码ag; LE1, 输入的BCD码被锁存 (真值表P.120)* 合法BCD码09.输入非法码AF,显示熄灭. 29(2) MC14495: 常用BCD码七段锁存/译码/驱动器芯片. 输出端VCR变低,则输入BCD码为1111,其它码时VCR为高. * 时钟端CL0,译码便显示;CL上升沿时,BCD 码被锁存,CL1时显示不变.(真值表P.121) * 合法BCD码09和AF.h+i

15、端显大于10信号. 304. 硬件译码的LED静态显示电路 CD4511作字段控制,加限流电阻,高电平点亮.31* BCD码输入端ABCD分别并联,由P0.0P0.3 口输入字段译码数据.* LE线作字位控制,由译码器输出端Y7Y5选 通,WR利用G2A和G2B的逻辑进行译码和锁存.* WR写操作使某LE变低,选通的一片CD4511输 出七段译码信号,其余芯片未选通而不工作.* WR变高后,译码输出线恢复高,BCD码被LE高 电平锁存,并保持显示到下次字符更新. * 对相应的字位写操作(见字位译码真值表), 就能够使三个字位显示所需的内容. 32硬件译码的静态显示编程较简单,译码器看作外部RA

16、M,由DPTR给定例:字位(1)显“3”. 任选Y7=0的地址,与P0口数据无关,语句如下:MOV DPTR，0D000H ；设置地址指针MOV P1，03H ；装入BCD码CLR A ；A取任意值MOVX DPTR，A ；写操作,显示“3” 注:字位少,可不用译码器,直接用P2口选通LE.335.2.3 LED动态显示方式1. 动态显示方式原理为简化电路硬件和连线,把各字位的字段(ag)并联,可同时收到字段信号,但用扫描法使各字位轮流点亮,其中利用了人眼的视觉残留效应. 2. 动态显示方式的特点* 电路硬件和连线大为简化,字位多时效率更 高.因轮流点亮,与电流和时间参数相关.* 动态显示需通

17、过软件方法不断维持和刷新 显示,占用CPU较多的时间. 343. LED动态显示电路 (分硬件/软件译码)1) 硬件译码的LED动态显示电路 35* CD4511硬件译码,LE接地不锁存.* ABCD输入端接段译码口P1.0P1.3,七段输 出经电阻限流后接数码管字段(ag).* 各数码管共阴极分别接位驱动器的输出端.* 加入电流驱动器,提供七字段同时点亮的电 流能力. * P1.4P1.7口轮流控制字位通断,低电平接通.特点:仅用4条I/O线作字段控制,硬件承担译码, 使CPU负担减少.但译码芯片字符仅09,若 要显示每位小数点，需独立连接限流电阻.362) 软件译码的LED动态显示电路 3

18、7* P1.0P1.7 送出软件译码的字段信号,经段 驱动器来驱动字段(ag)和小数点.* 字段驱动器SN7407 属集电极开路型芯片,输 出端需加上拉电阻.* P3.0P3.3口轮流控制字位通断,低电平接通, 字位由电流驱动器DS75451驱动.特点: 软件方法产生的字形不受硬件译码限制, 可显示09、AF 以及其它字符,小数点的 显示可由软件变动.但字段控制占用8条口 线,CPU扫描显示量相应增加.385.3 A/D转换器接口5.3.1 A/D转换器概述模拟信号经模数转换器(称A/D或ADC)转换成数字信号,单片机才能进行后续处理.两主要指标:* 量化间隔表示为 (n为A/D数转器位数)*

19、 量化误差有两种表示方法：绝对误差39相对误差* A/D转换器原理分：逐次逼近式,双重积分 式,量化反馈式和并行式. * 分辨率分为8位,12位,16位,24位和32位等.* 常用有逐次逼近式,转换速度快,精度高等, 转换时间约在几微秒到几百微秒. 代表性 A/D 有8位ADC0809型,快速12位AD574型等.* 与单片机有不同接口方式. 设计接口需考 虑输出线的连接, ADC的启动,结束信号的 处理,时钟信号的连接等. 405.3.2 8位并行A/D转换器ADC0809 1. ADC0809芯片结构及性能 41* 具有8路模拟输入通道及地址译码锁存,共用 一个8位A/D转换器,经三态缓冲

20、输出. * 芯片需有外部输入时钟信号,500kHz1MHz, 典型值640kHz. 每通道转换约100110s.引脚功能： (1)IN0IN7.模拟输入通道.单极性信号输入,电压范围05V,转换得数字量为00HFFH. (2)ADDAADDC. 地址线.选择模拟通道,ADDA为低位,ADDC为高位. 编码值为000111,选通的通道依次为IN0IN7. 42(3)ALE.地址锁存允许信号.ALE的上跳沿锁定ADDA、ADDB和ADDC的地址状态.(4)START.转换启动信号. 上跳沿清内部寄存器,下跳沿开始新A/D转换,转换期保持低电平.(5)D0D7.数据输出线.可直接与P0口连接,输出端

21、带有三态缓冲. (6)OE.输出允许信号. OE0数据线呈高阻输出.OE1控制三态输出锁存器,送出转换数据.(7)EOC.转换结束信号. EOC0转换正在进行;EOC1转换结束.可作状态查询或中断请求. 43(8)CLK.时钟信号. 常由外部输入500KHz信号.(9)VREF.参考电源. 与输入模拟信号比较作逐次逼近的基准.要求不高时用供电电源作基准.典型值:VREF()5V,VREF()0V.(10)VCC.5V供电电源. 2. ADC0809转换时序(结合上述结构图a)的图标)* 把所选通道的地址送译码输入端ADDAADDC.* ALE正跳变把通道地址锁存,使模拟输入信号 接通内部变换电

22、路,图标(1).* START端加入负跳变脉冲,启动转换,图标(2).44* EOC由高电平变为低电平,指示转换正在进行. 转换结束ECO由低电平变高电平,图标(3).* 在OE端输入高电平打通三态输出缓冲器,图 标(4).可从D0D7读取转换结果,图标(5). 转换时序453. ADC0809与单片机接口(分查询/中断方式)查询方式接口46* 时钟信号由ALE提供,对12MHz晶振需4分频. * 图中锁存器用作其他扩展,与ADC0809无关.* 8个通道由3位地址线 ADDAADDC的编码选 通,只需连接3条P0口线P0.0P0.2.* P2.0 低电平时选通芯片, 未用口线均为1. 通道地

23、址依次为FEF8HFEFFH. * WR,RD均与P2.0结合,通过或非门1和2作地 址锁存、转换启动、结果输出的联合控制.* WR输出低,启动A/D变换;RD输出低,读结果.* 一个D触发器能2分频,两个级联可4分频. 47(1)查询方式编程参考8通道轮流采样,存RAM区,P3.3接EOC查转换结束.ADC：MOV R1，#50H ；设置RAM区首地址 MOV R7，#08H ；设置通道数 MOV DPTR,#0FEF8H ；P2.0=0,指向通道0CL1: MOVX DPTR, A ；启动A/D转换 JNB P3.3, $ ；查EOC未变高,等待 MOVX A, DPTR ；读取转换结果

24、MOV R1, A；存放数据 INC DPTR ；指向下一通道 INC R1 ；指向下一地址 DJNZ R7, CL1 ；8通道未采完,循环 48(2)中断方式编程参考 (书P.128)8通道中断方式采样,EOC反相后下降沿触发INT1.中断方式接口495.3.3 8位串行A/D转换器TCL548/549 1. TCL548/549 芯片结构及性能 串行开关电容逐次逼近式,控制口线少,速度快. (内部逻辑结构图)50TCL548/549 芯片引脚功能（1）Ain： 模拟电压输入端.（2）Dout： 数字信号输出端.（3）CS: 片选端.（4）CLK： 时钟输入端.（5）REF: 基准电压正极,

25、可接VCC, 应加滤波电容.（6）REF: 基准电压负极,可接地. （7）VCC： 供电电源端.（8）GND： 接地端. ：。51* 芯片由6部分组成,能有效隔离电源噪声.* 转换器可在17s内完成数据转换.* VCC范围36V,典型功耗6mW,最大15mW.* 由时钟I/O CLK和片选CS对输出DOUT控制. * 芯片内部由4MHz系统时钟来管理,片内器件 的操作能独立于串行输入/输出的时序.* TCL548和TCL549 输入的最高时钟频率分别 为2.048MHz和1.1MHz.* 参考电压REF 至少应比参考电压REF高 1V,电压之差降至4.75V以下时,误差会增加. 522. TC

26、L548/549 的工作原理和时序 1）CS置低,等待片内时钟的tsu(CS)时段,输出 上次转换结果A中的最高位(D7)到DATA OUT, (见ten时段). 532）在前4个CLOCK脉冲的下降沿,依次串行移出 A中的D6D3位,片上采样保持电路在第4个 CLOCK下降沿开始对输入的模拟信号采样. 3）在接下来的3个CLOCK脉冲的下降沿,移出数 据A中的D2D0位. 4）片上采样电路在第8个CLOCK 脉冲的下降沿 移出数据第8位,呈保持状态持续4个内部时 钟周期,芯片开始32个内部时钟周期的A/D 转换(见tCONV段).就是说第8个CLOCK脉冲之 后需恢复高电平并维持36个内部时

27、钟周期, 以等待数据转换完成(见tWH段) 543. TCL548/549与单片机的接口及应用 与单片机作串行接口只需要三条I/O口线. 55汇编语言参考程序： 初始化： SETB P1.0 ；置CS为高电平 CLR P1.1 ；置I/O CLOCK为低电平 MOV R7，#8 ；循环移位次数 A/D转换：CLR P1.0 ；选通ADC,CS为低电平 NOP ；延时(视晶振而定)SHIFT： SETB P1.1 ；置I/O CLOCK为高电平 MOV C，P1.2 ；读DATA OUT的数据 RLC A ；左移一位,送入累加器 DJNZ R7，SHIFT ；未足8次则循环 SETB P1.0

28、；恢复CS为高电平 RET565.4 D/A转换器接口5.4.1 D/A转换器概述 数字信号经数模转换器(称D/A或DAC)转换成模拟信号,输出至执行机构实施控制.主要指标： (1)分辨率为: (n为数字信号位数)(2)建立时间 (终值误差达LSB时所需的时间) 超高速100ns较高速100ns1s高速 110s中速10100s低速100s(3)接口形式 (是否带锁存器,码制等,见书P.132)575.4.2 8位D/A转换器DAC08321. DAC0832芯片结构及性能 并行电流输出型,低功耗20mW,单电源(515V). 58* 前部两级寄存器组成两级数据输入锁存器. 可用单级或两级锁存

29、方式, 也可直通方式.* 三个门电路组成寄存器输出控制.LE1=0时, 输入数据锁存;LE1=1时, 输出随输入变化.* 电流输出关系:IOUT1IOUT2常数.IOUT2 外 接运放的反相输入,可得电压输出.DCA0832 引脚功能DI0DI7: 数字信号输入端.CS: 片选信号输入端(低电平有效).ILE: 数据锁存允许信号输入端(高电平有效). 59WR1、WR2: 锁存器写选通1和2端(低电平有效). XFER: 数据传输控制信号输入端(低电平有效).IOUT1: 模拟电流输出端.IOUT2: 模拟电流输出端(单极性输出时常接地).RFB: 反馈信号输入端. 芯片内设有外接运放 的反馈

30、电阻,为D/A提供电压输出.VREF: 参考电压输入端.外接精密电压源10 10V,改变VREF的值可改变输出数据.VCC: 电源供电端.可用515V.AGND: 模拟接地端.为模拟电路接地点.DGND: 数字接地端.为数字电路接地点. 602. DAC0832的控制逻辑关系 (见上图a)* 8位输入寄存器的锁存信号逻辑组合: LE1=ILE CS WR1 (负跳变使DI7DI0数据锁进8位输入寄存器)* 8位DAC寄存器的锁存信号逻辑组合: LE2=XFER WR2(负跳变使8位输入寄存器锁存的数据进入8位 DAC寄存器并锁存,同时进入8位D/A转换器中 开始数据转换) 613. DAC08

31、32与单片机的接口 (单/双缓冲式)(1)单缓冲方式: 不需同时输出时用,两级寄存器的控制线WR1和WR2并接,使数据直接送DAC寄存器.一步“写”操作就能输入锁存和模拟输出. 62* P2.70 选通芯片,其余与P2和P0取值无关. 现取地址为7FFFH, 一次D/A转换的指令为: MOV DPTR, #7FFFH ；数据指针指DAC0832MOV A, #DATA ；数字量装入累加器MOVX DPTR, A ；一次写入并启动转换(2)双缓冲方式: 需多路同步输出时用,锁存和转换分两步完成. 总线把数据分时锁存到各路输入寄存器, 发出控制信号使每一路数据送入各自的DAC寄存器,从而能实现同步

32、转换输出.63P2.5片选地址:DFFFHP2.6片选地址:BFFFHP2.7控制地址:7FFFH WR写操作线同时接WR1和WR2.双路缓冲式单片机接口电路:外接运放,提取模拟电压输出.64两路数据同步转换输出的汇编“写”操作语句： MOV DPTR, #0DFFFH ；数据指针指向芯片(1)MOV A, #DATA1 ；数字量1装入累加器MOVX DPTR, A ；数字量1送入(1)锁存MOV DPTR, #0BFFFH ；数据指针指向芯片(2)MOV A, #DATA2 ；数字量2装入累加器MOVX #DPTR, A ；数字量2送入(2)锁存MOV DPTR, #7FFFH ；(1)和(

33、2)执行写操作MOVX DPTR, A ；同时D/A转换输出655.5 隔离、执行机构与单片机接口 用于消除电磁干扰对单片机的影响,或对高电压、大功率的外部机构实行开关量控制. 5.5.1 光电耦合器与单片机接口 光电耦合器(简称光耦,或光隔).由一个发光源(如 LED发光二极管 )与一个受光器(如光敏晶体管、光敏晶闸管)彼此绝缘隔离成对组装.形成“电-光-电”的信号传输模式.分为两类： (1)晶体管输出. (2)晶闸管输出(又分单向/双向晶闸管). 661. 晶体管输出型光电耦合器的内部结构 * LED约515mA,管压降1.2V,极限电流80mA. 光敏晶体管极限电流约100mA,达林顿型

34、约 150mA.两端的隔离电压为25005300V. * 光敏IC型光耦,受光元件为光敏集成电路. 672. 晶体管输出型光电耦合器的接口电路 a)按下开关S,高电平使LED发光,晶体管导通 输出低脉冲,起到反相隔离的作用. b)过程同上,输出高脉冲,起到同相隔离作用. 注:输入输出端须独立供电,电源不允许共地. 683. 晶闸管输出型光电耦合器的内部结构 (1)单向晶闸管(SCR) * A-C、G-C两端施正电压,G极大于门限电流时,SCR导通,属1V内无触点开关.* G极电流撤销SCR仍导通,只有低于门极电流或A-C加反相电压,SCR才关断. * 交流电路中,电流过零点或进入负半周就能满足

35、晶闸管关断的条件. 69(2)双向晶闸管(Triac) 阳极A1-A2之间电压大于1.5V时(与极性无关),可利用G极的触发电流控制晶闸管的导通. 属三端交流开关.双向晶闸管的导通与阳极A1-A2或G极的正负无关,但其灵敏度会随极性的不同而改变,分4 种情况(见书P.136) 70双向晶闸管交流调压电路(例) 双向触发二极管(DIAC)：双向负阻特性如c),双向端电压达额定VBO 时均能跳变导通,简化门极G控制电路.71* 图a),交流电正半周经R向C充电,DIAC达击穿 电压时(32V),C向G放电触发TRIAC导通.* 过零点时,TRIAC截止. 其后负半周工作同上.* 改变R 值,可控制

36、C 充电速度,从而改变导通 范围(图b中斜线区域),并改变负载的端电压.* 实际应用中TRIAC的参数要留有23倍富余量.注：该简单调压方法缺点是使正弦波发生畸变, 产生严重的谐波干扰. (3)晶闸管输出型光电耦合器 小信号控制大功率,作隔离并驱动交流负载. 72图a),LED极限电流60mA, 单向晶闸管反向耐压 400V,浪涌电流10A,器件总能耗450mW. 图b),LED极限电流60mA, 双向晶闸管关态耐压 400V,浪涌电流1A,总能耗250mW,两侧电压隔 离7500V,有过零检测电路消除电源畸变干扰. 734. 晶闸管输出型光电耦合器的接口电路 (1)采用单向晶闸管光电耦合器

37、(4N40) * P3.0低时,4N40在交流电正半周接通,灯点亮,过零点和负半周截止,灯熄;P3.0高时均截止.6脚不用可经电阻接阴极.P3.0可加入电流驱动.74(2)采用双向晶闸管光电耦合器 (MOC3041) * 双向晶闸管输出型MOC3041用来触发双向晶 闸管TRIAC,以隔离并驱动感性负载,片内过 零检测电路减少电源波形畸变干扰.* Rs和Cs为无功功率补偿和感性电流吸收支路. 755.5.2 继电器与单片机接口 继电器K由机械触点S作电气隔离,对高于单片机供电电压的继电器线圈电压V, 需由晶体管输出型光电耦合器(如4N25)来与单片机隔离.76* 单片机复位,P3.0为高, 4

38、N25内的VL不导通, 光敏晶体管截止,晶体管9013截止,继电器K 无电流,触点S不吸合,电动机M停止. * 置P3.0为低,光敏晶体管和晶体管9013导通, 继电器K有电流使触点S吸合,电动机运转.* P3.0从低再变高时,4N25使晶体管9013截止, 继电器线圈产生上正下负的高感应电压,与 V共同叠加到晶体管C-E极,会击穿晶体管. 加入续流二极管VD,把线圈两端的感应电压 箝制在0.7V以保护晶体管.* 单片机的电源地与继电器的电源地不相接. 775.5.3 固态继电器与单片机接口 固态继电器(SSR)是利用开关晶体管、双向晶闸管等的开关特性组成无触点开关.分为交流SSR和直流SSR, 交流SSR多为输入端接直流控制信号而输出端接交流电源和负载. 交流型SSR器件的电气图形符号(四端器件): 78(1)典型的交流型SSR内部结构 * 输入电路,隔离