单片机的功率接口设计

第12章 MCS-51的功率接口设计 12章 MCS-51的功率接口设计 要用单片机控制各种各样的高压、大电流负载， 要用单片机控制各种各样的高压、大电流负载，如 电动机、电磁铁、继电器、灯泡等， 电动机、电磁铁、继电器、灯泡等，不能用单片 机的I/O线来直接驱动， I/O线来直接驱动 机的I/O线来直接驱动，而必须通过各种驱动电路 和开关电路来驱动。 和开关电路来驱动。 另外，与强电隔离和抗干扰， 另外，与强电隔离和抗干扰，有时需加接光电耦合 器。 称此类接口为MCS 51的功率接口 MCS- 的功率接口。 称此类接口为MCS-51的功率接口。 MCS-51的输出驱动能力及其外围集成数字驱动 12.1 MCS-51的输出驱动能力及其外围集成数字驱动 电路 MCS-51片内I/O口的驱动能力 片内I/O 12.1.1 MCS-51片内I/O口的驱动能力 工业生产现场，控制对象是电磁继电器、 工业生产现场，控制对象是电磁继电器、电磁开关 或可控硅、固态继电器和功率电子开关。 或可控硅、固态继电器和功率电子开关。

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能否用MCS-51片内的I/O口直接驱动它们呢？ 能否用MCS-51片内的I/O口直接驱动它们呢？ MCS 片内的I/O口直接驱动它们呢 P0、P1、P2、P3四个口都可做输出口 四个口都可做输出口， P0、P1、P2、P3四个口都可做输出口，但其驱动能力 不同。 不同。 P0口的驱动能力较大 当其输出高电平时， 口的驱动能力较大， P0口的驱动能力较大，当其输出高电平时，可提供 400A的电流；当其输出低电平(0.45V)时，则可 400 的电流；当其输出低电平(0.45V 提供3.2mA的灌电流 如低电平允许提高， 3.2mA的灌电流， 提供3.2mA的灌电流，如低电平允许提高，灌电流可 相应加大。 相应加大。 P1、P2、P3口的每一位只能驱动 口的每一位只能驱动4 LSTTL, P1、P2、P3口的每一位只能驱动4个LSTTL,即可提供 的电流只有P0口的一半。 P0口的一半 的电流只有P0口的一半。 所以，任何一个口要想获得较大的驱动能力， 所以，任何一个口要想获得较大的驱动能力，只能用 低电平输出。8031通常要用P0、P2口作访问外部存 低电平输出。8031通常要用P0、P2口作访问外部存 通常要用P0 储器用，所以只能用P1 P3口作输出口 P1、P3口 P1、 口作输出口。 储器用，所以只能用P1、P3口作输出口。P1、P3口 的驱动能力有限，在低电平输出时， 的驱动能力有限，在低电平输出时，一般也只能提 供不到2mA的灌电流 的灌电流， 供不到2mA的灌电流，通常要加总线驱动器或其它驱 动电路。 动电路。

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12.1.2 外围集成数字驱动电路 12- 为常用的外围集成数字驱动电路的参数。 表12-1为常用的外围集成数字驱动电路的参数。只要 加接合适的限流电阻和偏置电阻，

即可直接由TTL TTL、 加接合适的限流电阻和偏置电阻，即可直接由TTL、 MOS以及CMOS电路来驱动 以及CMOS电路来驱动。 MOS以及CMOS电路来驱动。 驱动感性负载时，必须加接限流电阻或箝位二极管。 驱动感性负载时，必须加接限流电阻或箝位二极管。 此外，有些驱动器内部还设有逻辑门电路， 此外，有些驱动器内部还设有逻辑门电路，可以完 成与、与非、或以及或非的逻辑功能。 成与、与非、或以及或非的逻辑功能。 举例说明外围集成数字驱动电路的应用。 举例说明外围集成数字驱动电路的应用。 12例12-1 慢开启的白炽灯驱动电路 12- 为慢开启白炽灯驱动电路， 图 12- 1 为慢开启白炽灯驱动电路 ， 白炽灯的延时开启 时间长短取决于时间常数RC RC。 时间长短取决于时间常数 RC。 此电路能直接驱动工 作电压小于30 30V 额定电流小于500mA的任何灯泡 500mA的任何灯泡。 作电压小于 30 V、 额定电流小于 500 mA 的任何灯泡 。 注意：在设计印刷电路板时，驱动器要加装散热板， 注意 ： 在设计印刷电路板时 ， 驱动器要加装散热板 ， 以便散热。 以便散热。

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例12-2 大功率音频振荡器 1212- 电路能直接驱动一个大功率的扬声器， 图 12- 2 电路能直接驱动一个大功率的扬声器 ， 可用于 报警系统， 报警系统 ， 改变电阻或电容的值便能改变电路的 振荡频率。 电路中的两个齐纳二极管IN751A IN751 振荡频率 。 电路中的两个齐纳二极管 IN751A 用于 输入端的保护。 输入端的保护。

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例12-3 驱动大电流负载 12电路如图12 所示。ULN2068芯片具有四个大电流达 12电路如图12-3所示。ULN2068芯片具有四个大电流达 林顿开关，能驱动电流高达1.5 的负载。 1.5A 林顿开关，能驱动电流高达1.5A的负载。由于 ULN2068在25℃时功耗达2075mW 时功耗达2075mW, ULN2068在25℃时功耗达2075mW,因而使用时一定 要加散热板。 要加散热板。

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MCS-51的开关型功率接口 12.2 MCS-51的开关型功率接口 常用的开关型驱动器件有，光电耦合器、继电器、 常用的开关型驱动器件有，光电耦合器、继电器、晶 闸管、功率MOS MOS管 集成功率电子开关、 闸管、功率MOS管、集成功率电子开关、固态继电 器等。 器等。 MCS-51与光电耦合器的接口 12.2.1 MCS-51与光电耦合器的接口 1.晶体管输出型光电耦合器驱动接口 1.晶体管输出型光电耦合器驱动接口 光电晶体管除没有使用基极外,跟普通晶体 …… 此处隐藏：5762字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……