单片机原理及应用——C语言程序设计与实现第11章51单片机输出控制
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Vcc R1 1 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3
51单片机 D T
Vcc R2 16 15 14 13 12 11 10 9
TPL521-4
2 3 4 5 6 7 8
Vo
第11章 51单片机输出控制
11.1.2
单片机与模拟开关元件的接口电路
一、CD4066介绍
CD4066 由四个相互独立的双向模拟开关组成，每个 开关由一个控制端口控制，控制电路在高电平时导通， 在低电平时断开，可利用于断续器解调电路中。 主要用作模拟或数字信号的多路传输。
51单片机 CC4066
第11章 51单片机输出控制
11.1.3
单片机与继电器元件的接口电路
一、普通电磁继电器 电磁继电器是自动控制电路中常用的一种元件，实际上它是用 较小电流控制较大电流的一种自动开关。电磁继电器是由铁芯， 线圈，衔铁，触点以及底座等构成的。触点有动触点和静触点之 分。 二、继电器的触点形式和电路符号 1.动合型（H型）：线圈不通电时两触点是断开的，通电后， 两触点就闭合了。 2.动断型（D型）：线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两 个触点就断开。 3.转换型（Z），这是触点组型。
第11章 51单片机输出控制
第11章 51单片机输出控制
11.1 11.2 常用输出接口电路 常用D/A转换器设计
*11.3 直流电动机的控制设计
第11章 51单片机输出控制
第11章 51单片机输出控制
输出控制是单片机实现控制算法处理后，控制执行机构的过
程。由于应用场合和控制对象不同，单片机输出控制可以分为以 下几类：模拟量控制、开关量控制、电机控制等。 在单片机的输出控制中常采用单片机与光电隔离元件、模拟 开关、继电器等元件构成输出控制。现实生活中大多是连续变化 的模拟量，模拟量的输出常采用D/A转换设计来实现。 电机控制应用较为广泛，常用于检测和控制系统。
第11章 51单片机输出控制
直流型固态继电器原理图及电路符号如下:
光电耦合器
输入电路 开关电路
+ Ui
+
V V1 V2
U0 输入Ui
GND
DC + SSR GND 地 (电路符号)
U0输出
(内部原理)
(a)
隔离
R
驱动电路
输出器件
抑制电路
+
输入Ui
V
-
DC SSR
+ U0输出
(电路符号) 输入电路 (内部原理) 输出电路
本章就以上内容，分别用实例予以说明。
第11章 51单片机输出控制 11.1 常用输出接口电路
输出接口电路主要由抗干扰元件接口电路、D/A转换接口电路 和功率驱动接口电路组成。 11.1.1 单片机与光电隔离元件的接口电路。 光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管 型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。
CD4066 的引脚与 CD4016 兼容，引出端排列与 CD4016 一
致，但具有比较低的导通阻抗，导通阻抗在整个输入信 号范围内基本不变。
第11章 51单片机输出控制
二、CD4066接口电路 CD4066与51单片机接口电路如图所示，CD4066内部 有四路模拟开关，本电路仅以一路为例进行说明。当 P1.1为高电平，第二 14 （I/O）1 VDD 路模拟开关导通，此时 13 （O/I）1 C1 （I/O）2和(O/I)2构成 12 （O/I）2 C4 通路，数据可以从P1.0 11 （ I/O ） 2 （ I/O ） 4 P1.0 10 口传送到(O/I)2口，也 C2 （ O/I ） 4 P1.1 9 可以从(O/I)2口输入至 C3 （O/I）3 8 P1.0口。 VSS （I/O）3
一、光电隔离器结构 从结构上看，光电隔离器由一 发光二极管和光敏晶体管封装在同 一个管壳内组成，其结构如图所示。
输入
输出
第11章 51单片机输出控制
通常使用的光电离器组合形式有四种，如图所示。其中 图(a)为普通型隔离器，图(b)为高速型隔离器，图(c)为达林 顿输出型隔离器，图(d)为晶闸管输出型。
第11章 51单片机输出控制
四、继电器的附加电路
1.串联RC电路：能缩短吸合时间，如图（a）所示。 2.并联RC电路：可延长衔铁的释放时间，如图（b）所示。 3.并联二极管电路：可吸收感应电动势，如图（c）所示。
C
+
VD KR
R KR
R KR C VT
(a) (b) (c)
第11章 51单片机输出控制
+ 输入 (a) + 输入 (c) 输出 2 (d) 1 + 输入 输出 2 输出 2 1 + 输入 (b) 1 输出 2 1
第11章 51单片机输出控制
二、光电隔离器工作原理
光电耦合接口是通过光电元器件来实现的，光电元
器件由发光二极管和光电三极管构成。 可应用于信号隔离、开关电路、数模转换、逻辑电 路、长线传输、过载保护、高压控制和电路变换。 光电三极管是一种光电转换装臵，它的输出特性与
三极管基本相同，不同的是光电三极管接收的是光能量。
由于发光二极管与光电三极管之间是通过光来传递 信息的，没有电气上的联系，从而实现了电气上的隔离。 这就是光电耦合器的作用。
第11章 51单片机输出控制 三、光电耦合器接口电路
光电耦合技术被广泛用于测量控制系统。 TLP521-4 光电耦合 器的典型应用电路。
第11章 51单片机输出控制
电磁继电器的常用符号
线圈符号 触点符号
KR
动合触点(常开),称H型 Kr-1 Kr-2 动断触点(常闭),称D型
Kr-3
切换触点(转换),称Z型
KR1 Kr1-1
Kr1-2
Kr1-3
KR2 Kr2-1
Kr2-2
第11章 51单片机输出控制
三、普通电磁继电器的主要技术参数 1.线圈电源和功率 2.额定工作电压或工作电流 3.线圈电阻 4.吸合电压或电流 5.释放电压或电流 6.触点负荷
五、固态继电器（SSR） 固态继电器（SSR），是一种由集成电路和分立元件组合 而成的一体ຫໍສະໝຸດ Baidu无触点电子开关器件。 其功能与电磁继电器基本相似，固态继电器的输入端仅 需要很小的控制电流，且能与TTL、CMOS等集成电路实现良好 兼容。 由于在开关过程中无机械接触部件，因此具有工作可靠、 寿命长、噪声低、开关速度快和工作频率高等特点。 固态继电器的种类很多，常用的主要有直流型和交流型 两种。
51单片机 D T
Vcc R2 16 15 14 13 12 11 10 9
TPL521-4
2 3 4 5 6 7 8
Vo
第11章 51单片机输出控制
11.1.2
单片机与模拟开关元件的接口电路
一、CD4066介绍
CD4066 由四个相互独立的双向模拟开关组成，每个 开关由一个控制端口控制，控制电路在高电平时导通， 在低电平时断开，可利用于断续器解调电路中。 主要用作模拟或数字信号的多路传输。
51单片机 CC4066
第11章 51单片机输出控制
11.1.3
单片机与继电器元件的接口电路
一、普通电磁继电器 电磁继电器是自动控制电路中常用的一种元件，实际上它是用 较小电流控制较大电流的一种自动开关。电磁继电器是由铁芯， 线圈，衔铁，触点以及底座等构成的。触点有动触点和静触点之 分。 二、继电器的触点形式和电路符号 1.动合型（H型）：线圈不通电时两触点是断开的，通电后， 两触点就闭合了。 2.动断型（D型）：线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两 个触点就断开。 3.转换型（Z），这是触点组型。
第11章 51单片机输出控制
第11章 51单片机输出控制
11.1 11.2 常用输出接口电路 常用D/A转换器设计
*11.3 直流电动机的控制设计
第11章 51单片机输出控制
第11章 51单片机输出控制
输出控制是单片机实现控制算法处理后，控制执行机构的过
程。由于应用场合和控制对象不同，单片机输出控制可以分为以 下几类：模拟量控制、开关量控制、电机控制等。 在单片机的输出控制中常采用单片机与光电隔离元件、模拟 开关、继电器等元件构成输出控制。现实生活中大多是连续变化 的模拟量，模拟量的输出常采用D/A转换设计来实现。 电机控制应用较为广泛，常用于检测和控制系统。
第11章 51单片机输出控制
直流型固态继电器原理图及电路符号如下:
光电耦合器
输入电路 开关电路
+ Ui
+
V V1 V2
U0 输入Ui
GND
DC + SSR GND 地 (电路符号)
U0输出
(内部原理)
(a)
隔离
R
驱动电路
输出器件
抑制电路
+
输入Ui
V
-
DC SSR
+ U0输出
(电路符号) 输入电路 (内部原理) 输出电路
本章就以上内容，分别用实例予以说明。
第11章 51单片机输出控制 11.1 常用输出接口电路
输出接口电路主要由抗干扰元件接口电路、D/A转换接口电路 和功率驱动接口电路组成。 11.1.1 单片机与光电隔离元件的接口电路。 光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管 型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。
CD4066 的引脚与 CD4016 兼容，引出端排列与 CD4016 一
致，但具有比较低的导通阻抗，导通阻抗在整个输入信 号范围内基本不变。
第11章 51单片机输出控制
二、CD4066接口电路 CD4066与51单片机接口电路如图所示，CD4066内部 有四路模拟开关，本电路仅以一路为例进行说明。当 P1.1为高电平，第二 14 （I/O）1 VDD 路模拟开关导通，此时 13 （O/I）1 C1 （I/O）2和(O/I)2构成 12 （O/I）2 C4 通路，数据可以从P1.0 11 （ I/O ） 2 （ I/O ） 4 P1.0 10 口传送到(O/I)2口，也 C2 （ O/I ） 4 P1.1 9 可以从(O/I)2口输入至 C3 （O/I）3 8 P1.0口。 VSS （I/O）3
一、光电隔离器结构 从结构上看，光电隔离器由一 发光二极管和光敏晶体管封装在同 一个管壳内组成，其结构如图所示。
输入
输出
第11章 51单片机输出控制
通常使用的光电离器组合形式有四种，如图所示。其中 图(a)为普通型隔离器，图(b)为高速型隔离器，图(c)为达林 顿输出型隔离器，图(d)为晶闸管输出型。
第11章 51单片机输出控制
四、继电器的附加电路
1.串联RC电路：能缩短吸合时间，如图（a）所示。 2.并联RC电路：可延长衔铁的释放时间，如图（b）所示。 3.并联二极管电路：可吸收感应电动势，如图（c）所示。
C
+
VD KR
R KR
R KR C VT
(a) (b) (c)
第11章 51单片机输出控制
+ 输入 (a) + 输入 (c) 输出 2 (d) 1 + 输入 输出 2 输出 2 1 + 输入 (b) 1 输出 2 1
第11章 51单片机输出控制
二、光电隔离器工作原理
光电耦合接口是通过光电元器件来实现的，光电元
器件由发光二极管和光电三极管构成。 可应用于信号隔离、开关电路、数模转换、逻辑电 路、长线传输、过载保护、高压控制和电路变换。 光电三极管是一种光电转换装臵，它的输出特性与
三极管基本相同，不同的是光电三极管接收的是光能量。
由于发光二极管与光电三极管之间是通过光来传递 信息的，没有电气上的联系，从而实现了电气上的隔离。 这就是光电耦合器的作用。
第11章 51单片机输出控制 三、光电耦合器接口电路
光电耦合技术被广泛用于测量控制系统。 TLP521-4 光电耦合 器的典型应用电路。
第11章 51单片机输出控制
电磁继电器的常用符号
线圈符号 触点符号
KR
动合触点(常开),称H型 Kr-1 Kr-2 动断触点(常闭),称D型
Kr-3
切换触点(转换),称Z型
KR1 Kr1-1
Kr1-2
Kr1-3
KR2 Kr2-1
Kr2-2
第11章 51单片机输出控制
三、普通电磁继电器的主要技术参数 1.线圈电源和功率 2.额定工作电压或工作电流 3.线圈电阻 4.吸合电压或电流 5.释放电压或电流 6.触点负荷
五、固态继电器（SSR） 固态继电器（SSR），是一种由集成电路和分立元件组合 而成的一体ຫໍສະໝຸດ Baidu无触点电子开关器件。 其功能与电磁继电器基本相似，固态继电器的输入端仅 需要很小的控制电流，且能与TTL、CMOS等集成电路实现良好 兼容。 由于在开关过程中无机械接触部件，因此具有工作可靠、 寿命长、噪声低、开关速度快和工作频率高等特点。 固态继电器的种类很多，常用的主要有直流型和交流型 两种。