第12章 单片机讲义
单片机课件第十二章
函数又
分为两种：一种是标准库函数；一种是用户自定义函数。 1.标准库函数 标准库函数是由C51编译器提供的，供使用者在设计应用程序时使用。在调用 库函数时，用户在源程序include命令中应该包含头文件名。例如，调用左移位函 数_crol_时，要求程序在调用输出库函数前包含以下的include命令： #include< intrins.h>
sfr
sbit sfr
PSW= 0xD0;
CY= PSW^7;
//声明PSW为特殊功能寄存器，地址为D0H
//指定PSW.7为CY
TMOD= 0x89; //声明TMOD为定时器/计数器的模式寄存器，地址
为89H
在sbit声明中，“^”号右边的表达式定义特殊位在寄存器中的位置，值必须 是0～7。
【知识目标】
1.了解单片机C语言基本知识。
2.理解C51对单片机硬件的访问方法。 3.理解C51函数的定义与调用。 【技能目标】 1.掌握C51程序的设计及调试。 2.熟悉C51的结构化程序设计。
12.1 概述
12.2 C51入门
12.3 C51的函数
C语言作为一门兼容性较好的高级语言，在硬件开发中得到广泛的应用，如各种 单片机、DSP、ARM等。C语言程序本身不依赖于机器硬件系统，仅做简单的修 改就可将程序从不同的系统移植过来直接使用。C语言提供了很多数学函数并支
//定义整型变量a，b．c
int *ap;
int *bp; int *cp;
//定义指针变量ap
//定义指针变量bp //定义指针变量cp
如果C编译器将地址为1000和
单片机基础(第3版)——第12章1 看-
;t0值送A，舍弃乘积低8位
CLR C
;清进位位
SUBB A, B;t0-K×VT
CJNE A, #0AH, COMP1
COMP1:JNC COMP4
;温度低于10℃，显示F
CJNE A, #97H, COMP2
COMP2:JC
COMP3
;温度低于151℃，则转移
COMP4:MOV 27H, #0FH
① 要计算计数初值。 ② 采用中断方式，即通过中断服务程序进行计数器溢出次数的累计,
计满8次即得到秒计时。
③ 通过在程序中的数值累加和数值比较来实现从秒到分和从分到时 的计时。
④ 设置时钟显示缓冲区。
2. 程序流程
（1）主程序MAIN
主程序的主要功能是进行定时器/计数器的初始化编程，然后通过反 复调用显示子程序的方法，等待125 ms定时中断的出现。流程
② 十进制调整。加1后须进行十进制调整。
③ 分数。把加1后的时间值再拆分成两个字 节，送回各自的缓冲单元中。
3. 程序清单（略）
12.1.2 数字式热敏电阻温度计
1. 热敏电阻温度转换原理
热敏电阻与普通热电阻不同，它具有负电阻温度特性，当温度升高 时，电阻值减小。其特性曲线如下图所示 。常在要求不高的一 般应用中，作出在一定的温度范围内温度与阻值成线性关系的假 定，以简化计算。
假定6位数码管显示缓冲区的存储单元为内部RAM 27H～2CH(对应 LED0～LED5）。输入的A/D转换电压VT在累加器A中，扩大 256倍后的K值为0XXH，T0值为0YYH。温度计算程序如下：
COMP: MOV B, #0XXH
;扩大256倍的K值送B
MUL AB;256×K×VT
单片机教案(讲稿)
单片机教案(讲稿)第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程介绍单片机的概念及其发展历程讲解单片机在我国的应用与发展现状1.2 单片机的组成与结构介绍单片机的组成结构，包括CPU、存储器、输入/输出接口等讲解单片机的硬件系统设计与应用1.3 单片机的特点与分类讲解单片机的主要特点，如体积小、成本低、功耗低等介绍单片机的分类及应用领域第二章：单片机编程基础2.1 计算机组成原理与数制转换讲解计算机组成原理，包括二进制、八进制、十六进制等数制转换方法介绍ASCII码、GB2312等字符编码标准2.2 单片机指令系统与编程语法讲解单片机的指令系统，包括数据传输、逻辑运算、算术运算等指令介绍单片机编程语法，如寄存器、立即寻址、间接寻址等2.3 程序设计方法与技巧讲解程序设计方法，包括顺序结构、分支结构、循环结构等介绍编程技巧，如变量命名、代码优化、模块化设计等第三章：单片机接口技术3.1 并行接口设计与应用讲解并行接口的原理与设计方法介绍并行接口在单片机中的应用案例，如键盘、LED显示等3.2 串行接口设计与应用讲解串行接口的原理与设计方法介绍串行接口在单片机中的应用案例，如串口通信、USB接口等3.3 其他接口技术介绍讲解ADC、DAC、PWM等接口技术的原理与应用介绍这些接口技术在单片机中的应用案例第四章：单片机应用系统设计4.1 系统设计流程与方法讲解单片机应用系统设计的流程，包括需求分析、硬件选型、软件设计等介绍系统设计方法，如模块化设计、层次化设计等4.2 硬件系统设计与调试讲解硬件系统设计的方法与技巧介绍硬件调试工具与方法，如示波器、逻辑分析仪等4.3 软件系统设计与调试讲解软件系统设计的方法与技巧介绍软件调试工具与方法，如调试器、仿真器等第五章：单片机项目实践5.1 项目实践概述讲解项目实践的目的与意义介绍项目实践的内容与要求5.2 项目实践案例一：温度控制系统讲解温度控制系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现温度控制的具体步骤与技巧5.3 项目实践案例二：智能家居系统讲解智能家居系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现智能家居的具体步骤与技巧5.4 项目实践案例三：小型讲解小型的原理与设计方法介绍使用单片机控制小型的具体步骤与技巧展望单片机技术在未来的发展趋势与应用前景第六章：单片机中断与定时器/计数器6.1 中断系统讲解单片机的中断系统概念、类型及优先级介绍中断服务程序的编写方法与中断响应过程6.2 定时器/计数器原理讲解定时器/计数器的结构、工作模式及编程方法介绍定时器/计数器在工业控制中的应用案例6.3 中断与定时器/计数器应用实例结合具体案例，讲解中断与定时器/计数器在实际项目中的应用第七章：单片机串行通信技术7.1 串行通信基础讲解串行通信的概念、分类及标准介绍串行通信的物理层、数据链路层及网络层协议7.2 单片机串行通信接口讲解单片机串行通信接口的原理与编程方法介绍单片机串行通信在各种应用场景中的案例7.3 串行通信技术应用实例结合具体案例，讲解串行通信技术在实际项目中的应用第八章：单片机接口扩展技术8.1 并行扩展技术讲解并行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍并行扩展在存储器、IO接口等方面的应用8.2 串行扩展技术讲解串行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍串行扩展在ADC、DAC、显示模块等方面的应用8.3 接口扩展技术应用实例结合具体案例，讲解接口扩展技术在实际项目中的应用第九章：单片机嵌入式系统设计9.1 嵌入式系统概述讲解嵌入式系统的概念、特点及分类介绍嵌入式系统的设计流程与方法9.2 嵌入式操作系统讲解嵌入式操作系统的概念、特点及分类介绍常见的嵌入式操作系统及其应用案例9.3 嵌入式系统设计实例结合具体案例，讲解嵌入式系统在实际项目中的应用第十章：单片机技术发展趋势与应用前景10.1 单片机技术发展趋势讲解单片机技术的发展趋势，如性能提升、集成度增加等介绍新兴的单片机技术，如片上系统（SoC）、物联网（IoT）等10.2 单片机应用前景探讨单片机技术在各个领域的应用前景，如工业控制、智能家居、医疗设备等分析单片机技术对我国经济社会发展的重要意义重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程单片机作为微控制器的核心，其定义和发展历程是理解微控制器应用的基础。
最新单片机原理及应用课件第12章ppt课件
光电耦合器MOC3041的作用是触发双向晶闸管KS以及隔 离单片机系统和接触器系统。
有的型号的光耦合双向可控硅驱动器还带有过零检 测器，以保证在电压为零（接近于零）时才触发 可控硅导通，如MOC3030/31/32（用于115V交流）， MOC3040/41（用于220V交流）。图12-12为这类光 耦驱动器与双向可控硅的典型电路。
在使用晶闸管的控制电路中，常要求晶闸管在电源 电压为零或刚过零时触发晶闸管，来减少晶闸管 在导通时对电源的影响。这种触发方式称为过零 触发。过零触发需要过零检测电路，有些光电耦 合器内部含有过零检测电路，如MOC3061双向晶闸 管触发电路。图12-13是使用 MOC3061双向晶闸管 的过零触发电路。
光电晶体管的集电极电流Ic与发光二极管的电流IF之 比称为光电耦合器的电流传输比。
光电耦合器在传输脉冲信号时，对不同结构的光电耦 合器的输入输出延迟时间相差很大。
图12-4是使用4N25的光电耦合器接口电路图。
4N25使两部分的电流信号独立。输出部分的地线接机 壳或接大地，而8031系统的电源地线浮空，不与交 流电源的地线相接。可避免输出部分电源变化对单 片机电源的影响，减少系统所受的干扰，提高系统 的可靠性。4N25输入输出端的最大隔离电压＞2500V。
3.光耦合双向可控硅驱动器
是单片机输出与双向可控硅之间较理想的接口器件， 由两部分组成，输入部分是一砷化镓发光二极管， 该二极管在5-15mA正向电流作用下发出足够强度的 红外光，触发输出部分。输出部分是一硅光敏双向 可控硅，在红外线的作用下可双向导通。该器件为 六引脚双列直插式封装，其引脚配置和内部结构见 图12-11。
单片机教程第12章PPT课件
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脉冲分配器可以使用专用芯片CH250。图12-4是使用CH250工作于三相六拍状态 的接线图。CH250可通过设置引脚1、2和14、15的电平来实现双三拍、单三拍、 单双六拍工作状态，每种工作状态又有正、反转两种工作状态，所以共有六种工作
单电压驱动一般只适用于小功率步进电动机的驱动。
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图12-1 步进电动机单电源驱动电路 第7页/共54页
2. 高低电压驱动 在电动机开始移步时绕组加额定电压，使电机快速移步，而在锁步时，加低于额定 电压的锁步电压，绕组只流过所需要的电流。这样既可减少电阻上的功耗，又可以
提高电动机的运行速度。如图12-2所示。 脉冲分配可以用脉冲分配器实现，但硬件电路实现脉冲分配会使结构复杂，成本较
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图12-5 纯软件代替脉冲分配器 第20页/共54页
2. 参考程序 入口参数（R0）： 控制字地址 出口参数 （R0）： 控制字地址 以下程序为步进电动机走一步的子程序。
状态。
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图12-4 CH250三相六拍脉冲分配接线图 第14页/共54页
2. 串行控制的参考程序 在图12-3所示的串行控制电路中，利用8051单片机的P1.1输出方向电平，P1.0输 出走步触发脉冲。走步脉冲的产生方法很简单，只要先对P1.0进行清零，过一会儿 再进行一次置位就可以了。由于任何脉冲分配器对触发脉冲的最小脉宽都有一定的 要求，所以在清零和置位之间插入的延时时间应有适当的长度。设P1.1低电平时为 正转驱动，脉冲分配器在走步触发脉冲发生正跳变时改变输出状态，则正转一步的
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2. 三相反应式步进电动机的步距角θb
51单片机教材(免费完整版)
单片机教程原作：进墨者目录单片机教程第一课：单片机概述 (2)单片机教程第二课：单片机的内部、外部结构(一) (2)单片机教程第三课：几个基本概念 (5)单片机教程第四课：第一个小程序 (8)单片机教程第五课：延时程序分析 (10)单片机教程第六课：单片机的内外部结构分析（四） (12)单片机教程第七课：单片机内部结构分析（五） (15)单片机教程第八课（寻址方式与指令系统） (19)单片机教程第九课：数据传递指令 (22)单片机教程第十课数据传递类指令指令 (25)单片机教程第十一课：算术运算类指令 (28)单片机教程第十二课：逻辑运算类指令： (32)单片机教程第十三课：逻辑与指令 (34)单片机教程第十四课：条件转移指令 (38)单片机教程第十五课：位及位操作指令 (41)单片机教程第十六课：计数器与定时器 (44)单片机教程第十七课：定时/计数器的方式控制字 (46)单片机教程第十八课：中断系统 (49)单片机教程第十九课：定时、中断练习一 (52)单片机教程第二十课：定时/计数器实验2 (57)单片机教程第二十一课：串行接口 (60)单片机教程第二十二课：串行口应用编程实例 (65)单片机教程第二十三课：LED数码显示器的连接与编程 (68)单片机教程第二十四课：动态扫描显示接口 (72)单片机教程第二十五课：键盘接口与编程 (78)单片机教程第二十六课：矩阵式键盘接口技术及编程 (83)单片机教程第二十七课：初学单片机几个不易掌握的概念 (87)单片机教程第二十八课：单片机音乐程序的设计与实验 (90)单片机教程第一课：单片机概述1、何谓单片机一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成：CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备（例如：串行口、并行输出口等）。
在个人计算机上这些部份被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。
而在单片机中，这些部份，全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机中除了上述部份外，还集成了其它部份如A/D，D/A等。
12单片机原理与应用(同济出版社魏鸿磊)第十二章 单片机应用系统设计PPT课件
三、软件系统设计 单片机软件设计通常要考虑以下几方面的问题： 根据软件功能要求，设计合理的总体结构，并绘制程序流
程图，使软件运行过程清晰合理。 较大规模的软件应注意程序的模块化和结构化，并添加详
细的功能注释，以使其清晰简洁，降低开发难度，也便于 调试和维护。 合理规划系统资源的使用，尤其要注意片内和片外RAM和 ROM的分配，避免相互干扰或溢出，另外还应注意定时/计 数器、中断源、串行和并行端口的的分配。 可采用Proteus等EDA工具软件对设计方案进行仿真，以及 早发现问题，减少调试和修改次数，降低开发成本
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二、仿真设计软件proteus
二、电路原理图设计
电路原理图是由电子器件符号和连接导线组成的图形。 图中器件有编号、名称、参数等属性，连接导线有名称、 连接的器件引脚等属性。电路原理图的设计就是放置器件 并把相应的器件引脚用导线连接起来，并修改器件和导线 的属性，步骤如下：
DATE: 2020/11/22
一般情况下，一个实际的单片机应用系统的设计过程 包括总体方案设计、硬件电路设计、应用软件设计、 系统调试与运行等多个环节。
DATE: 2020/11/22
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一、单片机应用系统设计过程
一、系统总体方案设计 当确定要研制某项单片机应用系统或产品时，首先应
制定出合理的设计方案，具体包括： 可行性分析与调研 了解相似应用系统设计方案的优缺点，并尽可能借鉴和移植
DATE: 2020/11/22
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二、仿真设计软件proteus
一、安装Proteus软件并启动
点击工具栏中的图标isis进入编辑操作界面，如图所示。 它由菜单栏、工具栏，预览窗口、器件选择按钮、工具箱 、原理图编辑窗口，对象选择器、方向工具栏、状态栏、 仿真按钮组成。
单片机教案(讲稿)
单片机教案(讲稿)章节一：单片机概述教学目标：1. 了解单片机的定义、特点和分类。
2. 掌握单片机的基本组成部分及其作用。
3. 熟悉单片机的发展历程和应用领域。
教学内容：1. 单片机的定义和特点2. 单片机的分类3. 单片机的基本组成部分4. 单片机的发展历程5. 单片机的应用领域教学方法：1. 讲授法：讲解单片机的定义、特点、分类及应用领域。
2. 讨论法：引导学生探讨单片机的发展历程及其重要性。
教学资源：1. 课件：展示单片机的图片、示意图等。
2. 视频：播放单片机的应用案例。
教学环节：1. 导入：介绍单片机的定义，引发学生兴趣。
2. 讲解：详细讲解单片机的特点、分类、基本组成部分。
3. 讨论：分组讨论单片机的发展历程及其重要性。
章节二：单片机硬件结构教学目标：1. 了解单片机的硬件结构及其功能。
2. 掌握单片机的主要硬件组成部分。
3. 熟悉单片机的引脚分配及内部结构。
教学内容：1. 单片机的硬件结构2. 单片机的主要硬件组成部分3. 单片机的引脚分配4. 单片机的内部结构教学方法：1. 讲授法：讲解单片机的硬件结构及其功能。
2. 演示法：展示单片机的实物及其内部结构。
教学资源：1. 课件：展示单片机的硬件结构示意图、引脚分配图等。
2. 实物：展示单片机的实物。
教学环节：1. 导入：回顾上一节课的内容，引入本节课的主题。
2. 讲解：详细讲解单片机的硬件结构及其功能。
3. 演示：展示单片机的实物及其内部结构。
章节三：单片机指令系统教学目标：1. 了解单片机的指令系统及其分类。
2. 掌握单片机指令的格式、编码及其执行过程。
3. 熟悉单片机指令的分类及其功能。
教学内容：1. 单片机的指令系统2. 单片机指令的格式、编码3. 单片机指令的执行过程4. 单片机指令的分类及其功能教学方法：1. 讲授法：讲解单片机的指令系统及其功能。
2. 示例法：分析单片机指令的格式、编码及执行过程。
教学资源：1. 课件：展示单片机指令的格式、编码示意图等。
单片机课件基础知识
第7页，本讲稿共55页
1970年微型计算机研制成功之后，随着大规模集成电路的发展又出现了单片
微机，并且按照不同的发展要求，形成了二个独立发展的分支。美国
Intel公司1971年生产的4位单片微机4004和1972年生产的雏型8位单 片微机8008，特别是1976年MCS-48单片微机问世以来，在短短的二
单片机课件基础知识
1
第1页，本讲稿共55页
第1章 基础知识
本章内容： 本章主要介绍单片机的概念、单片机的发展、基
本的结构和特点、单片机的应用模式和领域以及 MCS-51单片机等。
2
第2页，本讲稿共55页
1.1 计算机的一些概念
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和 输出设备五个部分组成。
输入 设备
单片机与微处理器（cpu）、微机概念不同。
4
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集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC）
采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用，即所谓冯·诺伊曼结构。 它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限， 价格亦高。采用RISC结构的单片机数据线和指令线分离，即所谓哈佛结构。 这使得取指令和取数据可同时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其 指令较同类CISC单片机指令包含更多的处理信息，执行效率更高，速 度亦更快。同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利 用率大大提高，有利于实现超小型化。
运算器
存储器
输出 设备
控制器
计算机的结构（冯.诺 伊曼）
3
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什么是单片机？
随着微电子技术的发展和近代超大规模集成电路的出现，微处理器及相关 的外围芯片又有了飞速的发展，其最新进展之一是将微处理器和外围芯片，
2024版单片机原理及其应用PPT课件讲义
并行扩展应用实例
分析并行扩展在存储器扩 展、I/O端口扩展等方面的 应用实例，包括电路图、 程序设计及实现方法。
串行扩展技术及应用实例分析
1 2 3
串行通信基础 介绍串行通信的基本概念、通信协议（如UART、 I2C、SPI等）及数据传输方式（异步、同步）。
串行接口芯片
阐述串行接口芯片的工作原理、常见类型（如 MAX232、TL16C550等）及其与单片机的连接 方式。
数据格式和传输速率等。
串行通信优缺点
串行通信具有传输距离远、成本 低等优点，但传输速度相对较慢。
串行接口电路组成和工作原理
串行接口电路组成
串行接口电路主要由发送器、接收器、控制逻辑和电平转换电 路等组成。
工作原理
在发送数据时，发送器将并行数据转换为串行数据，然后通过 传输线发送给接收器；接收器将接收到的串行数据转换为并行 数据，供后续电路处理。控制逻辑负责协调发送器和接收器的 工作，确保数据传输的正确性。
等，定位软件故障。
THANK YOU
感谢聆听
选择合适的单片机型号
根据系统需求选择合适的单片机型号， 考虑处理速度、存储容量、外设接口 等因素。
设计合理的电路结构
简化电路结构，减少元器件数量，降 低系统复杂度和成本。
考虑电磁兼容性
合理布局布线，采取屏蔽、滤波等措 施，提高系统电磁兼容性。
调试技巧
使用示波器、逻辑分析仪等工具进行 信号测试和分析，定位硬件故障。
03
人机交互设备应用实例
分析人机交互设备在单片机系统中的应用实例，包括电路图、程序设计
及实现方法。例如，基于单片机的简易计算器设计，通过键盘输入数据，
显示器显示结果，实现基本计算功能。
单片机原理教程经典ppt课件
contents •单片机概述•单片机内部结构•单片机指令系统与汇编语言•单片机C语言编程基础•单片机中断系统与定时器/计数器•单片机串行通信接口技术•单片机扩展技术与应用实例分析目录01单片机概述单片机定义与发展定义发展历程单片机应用领域智能家居汽车电子智能照明、智能安防、智能家电等。
车身控制、发动机控制、安全系统等。
工业控制医疗设备物联网自动化生产线、智能仪表、电机控制等。
医疗仪器、健康监测设备等。
智能传感器节点、物联网网关等。
常见单片机类型及特点8051系列AVR系列PIC系列ARM系列02单片机内部结构中央处理器CPU控制器运算器控制程序执行流程，包括指令取指、译码和执行。
寄存器组程序存储器数据存储器特殊功能寄存器030201存储器结构输入/输出接口电路I/O端口并行I/O口串行I/O口时钟电路与复位电路时钟电路提供单片机工作所需的时钟信号，通常由晶振和振荡器组成。
复位电路使单片机在启动时或异常情况下恢复到初始状态，确保系统可靠运行。
上电复位和手动复位两种常见的复位方式，分别用于系统上电和手动操作时的复位。
03单片机指令系统与汇编语言指令格式操作码+操作数，其中操作码指明操作性质，操作数表示操作对象。
指令系统计算机硬件能够识别并执行的一组基本操作命令的集合。
指令周期执行一条指令所需的时间，包括取指、分析和执行三个阶段。
指令系统概述寻址方式与数据传送指令寻址方式数据传送指令算术运算和逻辑运算指令算术运算指令逻辑运算指令进行与、或、非等逻辑运算，如AND、OR、NOT等。
1 2 3无条件转移指令条件转移指令子程序调用与返回指令控制转移类指令04单片机C语言编程基础C语言在单片机开发中的应用嵌入式系统开发语言01可移植性强02高效性能03数据类型、运算符与表达式数据类型运算符表达式流程控制语句条件语句使用if、else等关键字实现条件判断，根据条件的不同执行不同的操作。
循环语句使用for、while等关键字实现循环结构，用于重复执行某段代码直到满足特定条件。
单片机12,36,712课时
迅速发展，可以在一块硅片上实现一个更为复杂的系统，
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1.1 单片机的发展及应用
（4）通信和联网功能不断加强。 （5）集成度不断提高，功耗越来越低，电源电压范围加宽。 随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高，单片机还
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1.1 单片机的发展及应用
嵌入式处理器可分成下面几类： （1）嵌入式微处理器（Embedded Micro Processor
Unit，EMPU） 嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。在工作温度、
电磁兼容性以及可靠性方面的要求较高，在功能方面与标准 的微处理器基本上是一样的。嵌入式微处理器组成的系统将 嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路 主板上，具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点， 但系统的技术保密性较差。嵌入式处理器目前主要有 80X86系列、Power PC系列及68000系列等。
印制电路板绘制和焊接等。 2. 应用程序的设计与调试。可使用各种汇编工具软件进行源
程序的编写、编译及调试等。 3. 系统联调。使用仿真器对硬件进行在线调试或使用软件进
行仿真调试，不断修改、完善硬件和软件。 仿真可以分为软件模拟仿真和仿真器硬件仿真两大类。目前
模拟仿真软件Proteus已成为各类单片机开发人员必备的
HMOS工艺芯片； MCS-51系列单片机大多采用PDIP、PLCC 封装形式。 2. 89系列单片机 89系列单片机与MCS-51系列单片机完全兼容，已成为使用者的 首选主流机型，其特征为片内Flash是一种高速E2PROM，可在 内部存放程序，能方便地实现单片系统、扩展系统、多机系统。
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第12章MCS-51的功率接口设计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，不能用而必须通过各种单片机的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。
另外，与强电隔离和抗干扰，有时需加接光电耦合器。
合器称此类接口为MCS-51的功率接口。
121MCS 51的输出驱动能力及其外围集成数字12.1MCS-51的输出驱动能力及其外围集成数字驱动电路1211MCS 51片内I/O 能12.1.1MCS-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、电磁开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。
线路人生|C i r c ui tyL if e能否用MCS-51片内的I/O口直接驱动它们呢？P0P1P2P3四个口都可做输出口但其驱动能力P0、P1、P2、P3四个口都可做输出口，但其驱动能力不同。
P0口的驱动能力较大当其时可提供P0口的驱动能力较大，当其输出高电平时，可提供400μA的电流；当其输出低电平（0.45V）时，则可提供32mA的灌电流如低电平允许提高灌电流可提供3.2mA的灌电流，如低电平允许提高，灌电流可相应加大。
P1P2P3口的每一位只能驱动4个LSTTL 即可提供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。
所以任何一个口要想获得较大的驱动能力只能用所以，任何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，一般也只能提供不到2mA的灌电流，通常要加总线驱动器或其它驱动电路。
线路人生|C i r c ui tyL if e12.1.2 外围集成数字驱动电路表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、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，有些驱动器内部有逻辑门电路，可以完成与、与非或以及或非的逻辑功能与非、或以及或非的逻辑功能。
例12-1慢开启的白炽灯驱动电路图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。
此电路能直接驱动工作电压小于30V、额定电流小于500mA的任何灯泡。
线路人生|C i r c ui tyL if eefiLytiucriC|生人路线例12-2大功率音频振荡器图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，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用于输入端的保护。
线路人生|C i r c ui tyL if e例12-3驱动大电流负载电路如图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1.5A的负载。
由于ULN2068在25℃时功耗达2075mW，因而使用时一定要加散热板。
线路人生|C i r c ui tyL if e12.2 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、晶闸管、功率MOS管、集成功率电子开关、固态继电器等。
1221MCS 51与光电耦合器的接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光电晶体管除没有使用基极外,跟普通晶体管一样。
取代基极电流的是以光作为晶体管的输入。
当光电耦合器的发光二极管发光时，光电晶体管受光的影响在cb间和ce间有电流流过这两个电流基本上受光在cb间和ce间有电流流过，这两个电流基本上受光的照度控制，常用ce极间的电流作为输出电流，输出电流受V 的电压影响很小出电流受Vce的电压影响很小。
线路人生|Ci r c ui tyL if e光电晶体管的集电极电流Ic与发光二极管的电流I F之称合传输比称为光电耦合器的电流传输比。
光电耦合器在传输脉冲信号时，对不同结构的光电耦合器的输入输出延迟时间相差很大。
图12-4是使用4N25的光电耦合器接口电路图。
图124是使用4N25的光电耦合器接口电路图。
线路人生|C i r c ui tyL if e4N25使两部分的电流信号独立。
输出部分的地线接机壳或接大地而8031系统的电源地线浮空不与交壳或接大地，而8031系统的电源地线浮空，不与交流电源的地线相接。
可避免输出部分电源变化对单片机电源的影响减少系统所受的干扰提高系统片机电源的影响，减少系统所受的干扰，提高系统的可靠性。
4N25输入输出端的最大隔离电压＞2500V。
合常较传光电耦合器也常用于较远距离的信号隔离传送。
(1)可以起到隔离两个系统地线的作用，使两个系统的电源相互独立，消除地电位不同所产生的影响。
(2)光电耦合器的发光二极管是电流驱动器件，可以形成电流环路的传送形式。
由于电流环电路是低阻抗电路，它对噪音的敏感度低，因此提高了通讯系统的抗干扰能力。
图12-5用光电耦合器组成的电流环发送和接收电路图125用光电耦合器组成的电流环发送和接收电路。
线路人生|Ci r c ui tyL if eefiLytiucriC|生人路线图12-5电路可以用来传输数据，最大速率为50Kb/s，最大传输距离为900米环路连线的电阻对传输距最大传输距离为900米。
环路连线的电阻对传输距离影响很大，此电路中环路连线电阻不能大于30Ω，当连线电阻较大时，100Ω的限流电阻要相应减小。
光电耦合管使用TIL110，开关速度比4N25快。
表12-2(P319)为常用的晶体管输出型光电耦合器，供选用光电耦合器参考。
2. 晶闸管输出型光电耦合器驱动接口输出端是光敏晶闸管或光敏双向晶闸管。
当光电耦合器的输入端有一定的电流流入时，晶闸管即导通。
有的光电耦合的输出端有零检电路的光电耦合器的输出端还配有过零检测电路，用于控制晶闸管过零触发，以减少用电器在接通电源时对电网的影响对电网的影响。
4N40是常用的单向晶闸管输出型光电耦合器。
当输入端线路人生|C i r c ui tyL if e有15～30mA电流时,输出端的晶闸管导通。
输出端的额定电压为400V 额定电流有效值为300A 隔离额定电压为400V，额定电流有效值为300mA。
隔离电压为1500～7500V。
4N40的6脚是输出晶闸管的控制端不使用此端时此端可对阴极接个电阻制端，不使用此端时，此端可对阴极接一个电阻。
MOC3041是常用的双向晶闸管输出的光电耦合器，带零触发电路输入端的控制电流为输出端过零触发电路，输入端的控制电流为15mA，输出端额定电压为400V，输入输出端隔离电压为7500V。
图12-6是4N40和MOC3041的接口驱动电路。
4N40常用于小电流用电器的控制，如指示灯等，也可以用于触发大功率的晶闸管。
MOC3041一般不直接用于控制负载，而用于中间控制电路或用于触发大功率的晶闸管。
线路人生|C i r c ui tyL if eefiLytiucriC|生人路线efiLytiucriC|生人路线12.2.2MCS-51与继电器的接口1.直流电磁式继电器功率接口一般用功率接口集成电路或晶体管驱动。
在使用较多般用功率接口集成电路或晶体管驱动。
在使用较多继电器的系统中，可用功率接口集成电路驱动，例如SN75468，一片SN75468可驱动7个继电器，驱例如SN75468，片SN75468可驱动7个继电器，驱动电流可达500mA，输出端最大工作电压为100V。
常用的继电器大部分属于直流电磁式继电器也称为常用的继电器大部分属于直流电磁式继电器，也称为直流继电器。
图12-7是直流继电器的接口电路。
继电器的动作由单片机8031的P10端控制P10继电器的动作由单片机8031的P1.0端控制。
P1.0端输出低电平时，继电器J吸合；P1.0端输出高电平时继电器J释放采用这种控制逻辑可以使继平时，继电器J释放。
采用这种控制逻辑可以使继电器在上电复位或单片机受控复位时不吸合。
线路人生|C i r c ui tyL if e二极管D的作用是保护晶体管T。
原理如下：当继电器J吸合时，二极管D截止，不影响电路工作。
继电器释放时，由于继电器线圈存在电感，这时晶体管T已经截止，所以会在线圈的两端产生较高的感应电压，极性是上负下正。
线路人生|C i r c ui tyL if e2.交流电磁式接触器的功率接口继电器中切换电路能力较强的电磁式继电器称为接触器。
接触器的触点数一般较多。
交流电磁式接触器由于线圈的工作电压要求是交流电,所以通常使用双向晶闸管驱动或使用一个直流继电器作为中间继电器控制。
图12-8是交流接触器的接口电路图。
线路人生|C i r c ui tyL if e交流接触器C由双向晶闸管KS驱动。
双向晶闸管的选择要满足额定工作电流为交流接触器线圈工作电流要满足：额定工作电流为交流接触器线圈工作电流的2～3倍；额定工作电压为交流接触器线圈工作电的倍作电的中型的交流压的2～3倍。
对于工作电压220V的中、小型的交流接触器，可以选择3A、600V的双向晶闸管。
光电耦合器MOC3041的作用是触发双向晶闸管KS以及隔离单片机系统和接触器系统。
MOC3041的输入端接7407，由单片机8031的P1.0端控制。
P10输出低电平时双向晶闸管KS导通接触器C吸P1.0输出低电平时，双向晶闸管KS导通,接触器C吸合。
P1.0输出高电平时,双向晶闸管KS关断，接触器C释放MOC3041内部带有过零控制电路因此双向C释放。
MOC3041内部带有过零控制电路，因此双向晶闸管KS工作在过零触发方式。
接触器动作时，电源电压较低，这时接通用电器，对电源的影响较小。
线路人生|C i r c ui tyL if e12.2.3MCS-51与晶闸管的接口1.单向晶闸管晶闸管习惯上称可控硅（整流元件），英文名为Silicon Controlled Rectifier，简写成SCR，这是一种大功率半导体器件，它既有单向导电的整流作用，又有可以控制的开关作用。
利用它可用较小的功率控制较大的功率。
在交、直流电动机调速系统、调功系统、随动系统和无触点开关等方面均获得广泛的应用，如下图示，有三个电极：阳极A、阴极C、控制极（门极）G。
线路人生|C i r c ui tyL if e当其两端加上正向电压而控制极不加电压时，晶闸管并不导通，正向电流很小，处于正向阻断状态；当加上正向电压，且控制极上（与阴极间）也加上一向时闸管便进态时管降正向电压时，晶闸管便进入导通状态，这时管压降很小（1V左右）。
这时即使控制电压消失，仍能保持状态控制电有必直存在持导通状态，所以控制电压没有必要一直存在，通常采用脉冲形式，以降低触发功耗。