打印单片机控制报告1005073028.doc

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1、HEFEI UNIVERSITY 电子系专业导论论文 题 目 单片机实验 姓 名 曹东 阚侃 宋旭阳 学 号 105073028 1005075011 1005075027 完成时间 2013/7/9 指导老师 储忠 摘要单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的

2、32位300M的高速单片机。单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴

3、：关键字：单片机 处理器 运用正文一、单片机最小系统电路介绍1.器件简介（1）.单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用1030uF的电解电容，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。（2）.单片机最小系统晶振也可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。（3）.单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用1533pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好（4）.口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。其他接口内

4、部有上拉电阻，作为输出口时不需外加上拉电阻。（5）.AT89S52芯片一片以及外加5V电源。2.两种电路简介：1）时钟电路单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。内部时钟方式的原理电路如图2-8所示。在单片机XTAL1和XTAL2引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容，可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。晶振的取值范围一般为024MHz，常用的晶振频率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz等。一些新型的单片机还可以选择更高

5、的频率。外接电容的作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用2030pF的瓷片电容。外部时钟方式则是在单片机XTAL1引脚上外接一个稳定的时钟信号源，它一般适用于多片单片机同时工作的情况，使用同一时钟信号可以保证单片机的工作同步。时序是单片机在执行指令时CPU发出的控制信号在时间上的先后顺序。AT89C51单片机的时序概念有4个，可用定时单位来说明，包括振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期。振荡周期：是片内振荡电路或片外为单片机提供的脉冲信号的周期。时序中1个振荡周期定义为1个节拍，用P表示。时钟周期：振荡脉冲送入内部时钟电路，由时钟电路对其二

6、分频后输出的时钟脉冲周期称为时钟周期。时钟周期为振荡周期的2倍。时序中1个时钟周期定义为1个状态，用S表示。每个状态包括2个节拍，用P1、P2表示。机器周期：机器周期是单片机完成一个基本操作所需要的时间。一条指令的执行需要一个或几个机器周期。一个机器周期固定的由6个状态S1S6组成。指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期。一般用指令执行所需机器周期数表示。AT89C51单片机多数指令的执行需要1个或2个机器周期，只有乘除两条指令的执行需要4个机器周期。了解了以上几个时序的概念后，我们就可以很快的计算出执行一条指令所需要的时间。例如：若单片机使用12MHz的晶振频率，则振荡周期=1/（1

7、2MHz）=1/12us，时钟周期=1/6us，机器周期=1us，执行一条单周期指令只需要1us，执行一条双周期指令则需要2us。2） 复位电路 无论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。单片机的复位条件：必须使其RST引脚上持续出现两个（或以上）机器周期的高电平。单片机的复位形式：上电复位、按键复位。上电复位和按键复位电路如下。单片机复位电路上电复位电路中，利用电容充电来实现复位。在电源接通瞬间，RST引脚上的电位是高电平（Vcc），电源接通后对电容进行快速充电，随着充电的进行，RST引

8、脚上的电位也会逐渐下降为低电平。只要保证RST引脚上高电平出现的时间大于两个机器周期，便可以实现正常复位。按键复位电路中，当按键没有按下时，电路同上电复位电路。如在单片机运行过程中，按下RESET键，已经充好电的电容会快速通过200电阻的回路放电，从而使得RST引脚上的电位快速变为高电平，此高电平会维持到按键释放，从而满足单片机复位的条件实现按键复位。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以

9、下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。STC89C52最小应用系统电路如图2所示。它包含五个电路部分：电源电路、时钟电路、复位电路、片内

10、外程序存储器选择电路、输入/输出接口电路。其中电源电路、时钟电路、复位电路是 保证单片机系统能够正常工作的最基本的三部分电路，缺一不可。3）电源电路 芯片引脚VCC一般接上直流稳压电源+5V，引脚GND接电源+5V的负极，电源 STC89C52是由深圳宏晶科技公司生产的与工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机。STC89C52主要功能如表2.1所示，其PDIP封装如图1主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6

11、个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能表1 STC89C52主要功能STC89C52引脚介绍 主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源GND(Pin20)：接地线外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20

12、)：片内振荡电路的输出端控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。P0口（Pin39Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I

13、/O口线，名称为P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.7 STC89C52最小系统 最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。STC89C52最小应用系统电路如图2所示。它包含五个电路部分：电源电路、时钟电路、复位电路、片内外程序存储器选择电路、输入/输出接口电路。其中电源电路、时钟电路、复位电路是 保证单片机系统能够正常工作的最基本的三部分电路，缺一不可。电源电路 芯片引脚VCC一般接上直流稳压电源+5V，引脚GND接电源+5V的负极，电源。二、跑马灯实验及74H

14、C138译码器1.跑马灯简介设计一个闪烁跑马灯控制器，该控制器 以控制8个灯顺序亮灭。 当单片机上电后，8个灯依次从左向右亮，并且每个灯亮的时间为1秒钟。这时，如果按钮K1按下，则灯亮的顺序是从右向左，同样，每个灯亮的时间是1秒钟。这时，如果按下按钮K2,则此时，4个灯亮4个灯灭，延迟4秒钟以后，又开始从左向右点亮。最后，若按下按钮K3,则全部灯亮。此时若想再次点亮灯，必须重新上电。2.跑马灯原理图该设计选用一块AT89C52型单片机，使用其P0口，P3口的部 分。P0口作为发光二极管的控制信号输出端，P3.0作为按钮K1的信号输入口,P3.2为按钮K2外部中断0信息输入口，P3.3作为K3外

15、部中断0的信息输入口。单片机晶振频率为12MHz，每个机器周期1s。电源使用5v直流电。1、 设计74HC138接口电路，编写程序：使用单片机的P1.0、P1.1、P1.2控制74HC138的数据输入端，通过译码产生8选1个选通信号，轮流点亮8个LED指示灯。2、 74HC138是一款高速CMOS器件，74HC138引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。74HC138译码器可接受3位二进制加权地址输入（A0, A1和A2），并当使能时，提供8个互斥的低有效输出（Y0至Y7）。74HC138特有3个使能输入端：两个低有效（E1和E2）和一个高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否

16、则74HC138将保持所有输出为高。利用这种复合使能特性，仅需4片74HC138芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个1-32（5线到32线）译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端，则74HC138亦可充当一个8输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。3、 CD74HC138 ，CD74HC238和CD74HCT138 ， CD74HCT238是高速硅栅CMOS解码器，适合内存地址解码或数据路由应用。74HC138 作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数据传输系统,在 高性能存贮器系统中,用这

17、种译码器可以提高译码系统的效率。将快速赋能电路用于高速存贮器时,译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间,这就是说由肖特基钳位的系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。HC138 按照三位二进制输入码和赋能输入条件,从8 个输出端中译出一个 低电平输出。两个低电平有效的赋能输入端和一个高电平有效的赋能输入端减少了扩展所需要的外接门或倒相器,扩展成24 线译码器不需外接门;扩展成32 线译码器,只需要接一个外接倒相器。在解调器应用中,赋能输入端可用作数据输入端。三、8255控制交通灯实验8255A是一种可编程的I/O接口芯片，可以与MCS-51系统单片机以及外设直接相连

18、，广泛用作外部并行I/O扩展接口。1、8255A的内部结构8255A内部由PA、PB、PC三个8位可编程双向I/O口，A组控制器和B组控制器，数据缓冲器及读写控制逻辑四部分电路组成。 8255A结构框图和引脚图8255A的引脚功能数据总线（8条）：D0D7，用于传送CPU和8255A间的数据、命令和状态字。 控制总线（6条）：RESET：复位线，高电平有效。 /CS：片选线，低电平有效。 /RD、/WR：/RD为读命令线，/WR为写命令线，皆为低电平有效。A0、A1：地址输入线：用于选中PA、PB、PC口和控制寄存器中哪一个工作。 并行I/O总线（24条） ：用于和外设相连，共分三组。2、 3

19、、 RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。4、 CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输.5、 RD:读信号线，当这个输入引脚为低跳变沿时,即/RD产生一个低脉冲且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。6、 WR:写入信号，当这个输入引脚为低跳变沿时,即/WR产生一个低脉冲且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。7、 D0D7

20、:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。8、 8255具有3个相互独立的输入/输出通道端口，用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作。9、 方式0基本输入输出方式；方式1选通输入/出方式；方式2双向选通输入/输出方式；10、 PA0PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入锁存器。 工作于三种方式中的任何一种；11、 PB0PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器， 一个8位的输入输出缓冲器。 不能工作于方式二；12、 PC0PC7:端口

21、C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口， 每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。不能工作于方式一或二。13、 A1,A0:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.14、 当A1=0,A0=0时,PA口被选择;15、 当A1=0,A0=1时,PB口被选择;16、 当A1=1,A0=0时,PC口被选择;17、 当A1=1.A0=1时,控制寄存器被选择.2、原理图一开始是接通电源南北红灯亮东西绿灯亮，之后延迟3秒，变成南北绿灯

22、亮东西红灯亮。然后依次循环点亮。3、交通灯运行状态图开始四个路口红灯亮(状态0)南北绿灯亮，东西红灯亮，延时（状态1）东西灯闪烁，南北绿灯亮，延时（状态2）东西红灯亮，南北绿灯亮，延时（状态3）东西绿灯亮，南北灯闪烁，延时（状态4）初始状态0为东西红灯，南北红灯。然后转状态1南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转状态2，南北绿灯闪6次转亮黄灯，延时5秒，东西仍然红灯。再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态4，东西绿灯闪3次转亮黄灯，延时5秒，南北仍然红灯。最后循环至状态1。状态流程图如图4所示初始化，置十字路口东西南北四个方向全为红灯，接下来南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮，延时60

23、s；绿灯闪烁4下后，南北黄灯亮，延时5s，跟着南北红灯亮，东西绿灯亮，延时30s此后顺序循环下去。主程序流程图如图2.2所示.当有紧急车辆出现时，应是东西南北四个方向全亮红灯，以便紧急车辆通过。技术上可用外部中断0发出一脉冲向CPU申请中断,CPU不断检测，检测到低电平时开始执行中断，并继续检测直到检测到高电平中断结束，继续执行主程序。电源电路复位电路晶振电路按键电路8051单片机驱动电路驱动电路A车道LED显示电路B车道LED显示电路所谓中断，是指在计算机执行程序过程中，当出现某种情况，如发生紧急事件或其他情况时，由服务对象向CPU发出中断请求信号，要求CPU暂时中断当前后程序的执行，而转去

24、执行相应的处理程序，待处理程序完成之后，再返回来继续执行原来被中断的程序。外部中断有两个：和 和 ，分电平触发和边沿触发两种形式，由特殊功能计数器TCON中的IT0、IT1控制。TCON既与中断控制有关，又与定时器控制有关。保护现场中断响应A红灯，B红灯恢复现场返回单片机检测是否为低电平四、8253方波实验1、8253芯片介绍引脚图2、原理图3、8253工作方式8253共有六种工作方式：计数结束中断方式、可编程单稳态输出方式、比率发生器、方波发生器、软件触发选通、硬件触发选通(1)工作方式0：工作方式0被称为计数结束中断方式。当任一通道被定义为工作方式0时， OUT输出为低电平；若门控信号GA

25、TE为高电平，当CPU利用输出指令向该通道写入计数值使WR有效时，OUT仍保持低电平，之后的下一时钟周期下降沿计数器开始减“1”计数， 直到计数值为“0”，此刻OUT将输出由低电平向高电平跳变，可用它向CPU发出中断请求，OUT端输出的高电平一直维持到下次再写入计数值为止。 (2)工作方式1：工作方式1被称作可编程单稳态输出方式。进入这种工作方式， CPU装入计数值n后OUT输出高电平， 不管此时的GATE输入是高电平还是低电平， 都不开始减“1”计数，必须等到GATE由低电平向高电平跳变形成一个上升沿后，计数过程才会开始。与此同时，OUT输出由高电平向低电平跳变，形成了输出单脉冲的前沿，待计

26、数值计到“0”， OUT输出由低电平向高电平跳变，形成输出单脉冲的后沿， 因此，由方式l所能输出单脉冲的宽度为CLK周期的n倍。 (3)工作方式2：工作方式2被称作比率发生器。进入这种工作方式， OUT输出高电平，装入计数值n后如果GATE为高电平，则立即开始计数，OUT保持为高电平不变； 待计数值减到“1”和“0”之间， OUT将输出宽度为一个CLK周期的负脉冲，计数值为“0”时，自动重新装入计数初值n，实现循环计数，OUT将输出一定频率的负脉冲序列， 其脉冲宽度固定为一个CLK周期， 重复周期为CLK周期的n倍。 (4)工作方式3：工作方式3被称作方波发生器。任一通道工作在方式3， 只在计

27、数值n为偶数，则可输出重复周期为n、占空比为1：1的方波。 进入工作方式3，OUT输出低电平， 装入计数值后，OUT立即跳变为高电平。如果当GATE为高电平， 则立即开始减“1”计数，OUT保持为高电平，若n为偶数，则当计数值减到n/2时，OUT跳变为低电平，一直保持到计数值为“0”，系统才自动重新置入计数值n，实现循环计数。这时OUT端输出的周期为nCLKi周期，占空比为1:1的方波序列； 若n为奇数， 则OUTi端输出周期为nCLK周期，占空比为(n+1)/2)/(n-1)/2)的近似方波序列。 (5)工作方式4：工作方式4被称作软件触发选通。进入工作方式4，OUT输出高电平。 装入计数值

28、n后， 如果GATE为高电平，则立即开始减“1”计数，直到计数值减到“0”为止，OUT输出宽度为一个CLKi周期的负脉冲。由软件装入的计数值只有一次有效，如果要继续操作， 必须重新置入计数初值n。如果在操作的过程中，GATE变为无效，则停止减“1”计数， 到GATE再次有效时，重新从初值开始减“1”计数。 (6)工作方式5：工作方式5被称为硬件触发选通式。进入工作方式5， OUT输出高电平， 硬件触发信号由GATE端引入。 因此，开始时GATE应输入为0， 装入计数初值n后，减“1”计数并不工作，一定要等到硬件触发信号由GATE端引入一个正阶跃信号，减“1”计数才会开始，待计数值计到“0”，

29、OUT将输出负脉冲，其宽度固定为一个CLK周期，表示定时时间到或计数次数到。四、继电器介绍电磁继电器是有触点电继电器是有触点电继电器的一种。它是利用电磁效应实现电路开、关控制作用的原件，广泛应用在电子设备、仪器仪表及自动化设备中。在各种自动设备中，都要求用一个低电压电路提控制一个高电压的电器电路。这样不仅可以为电子线路和电器电路提供良好的电隔离，还可以保护电子电路和人员安全。首先看看继电器的驱动这是典型的继电器驱动电路图，这样的电路图在网络上随处可以搜到，并且标准教科书上一般也是这样的电路图。单片机是一个弱电器件，一般情况下他们大都工作在5V甚至更低。驱动电流在A级以下。而要把它用于一些大功率

30、场合，比如控制电动机，显然是不行的。所以，就要有一个环节来衔接，这个环节就是所谓的“功率驱动”。继电器驱动就是一个典型的、的功率驱动环节。在这里，继电器驱动含有两个意思：一是对继电器进行驱动，因为继电器本身对于单片机来说就是一个功率器件：还有就是继电器去驱动其他负载，比如继电器可以驱动中间继电器，可以直接驱动接触器，所以，继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口。这个很重要，因为，一直让我们的电气工程师（我指的是那些没有学习过相应的电子技术的）感到迷惑不解的是：一个小小的芯片，怎么会有如此强大的威力来控制像电动机这样强大的东西？ 首先的，里面的三极管很重要。三极管是电子电路里很重要的一个元件。

31、怎么样理解三极管呢？简单的来说三极管有两个作用一个是放大的作用，一个是开关作用。（严格来讲开关作用是是放大作用的极限情况，不过没关系，把两者分开，更便于理解它的工作原理）。在这里，我们只了解它跟本电路有关的开关作用 首先把三极管想成一个水龙头 上面的VCC就是水池，继电器是一个水轮机，下面的GND是比水池低的任何一点。刚才说过，三极管就是水龙头，他的把手就是那个带有电阻的引脚。 现在，单片机的某一个需要控制这个继电器电路的输出引脚就是一只“手”，当单片机的这个引脚输出低电平的时候，就像“手”在打开三极管“水龙头”，水就从上往下流，继电器“水轮机”就开始转起来了。反之，如果是输出高电平，“手”就

32、开始关“水龙头”，继电器“水轮机”因为没有水流下来，就会停止。 这就是三极管的开关作用简单的理解记忆就是：三极管是一个开关器件，其实你真的可以将它看成是一个开关，只不过它不是用手来控制，而是用电压（电流）来控制的，因此，三极管有些时候也被称做电子开关（与机械开关相区别）。图上还有一个东西，是保护二极管，如如果不需要深入理解的话，你大可不必追究为什么有它的存在，但是一定得记住，只要是用三极管驱动继电器的场合，一般都有它的存在。需要特别注意的是它的接法：并联在继电器两端阴极一定是接VCC。 1、电磁继电器电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。 电磁继电器工作原理图只要在线圈两端加上一

33、定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、 通讯、自动控制、机

34、电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：1）扩大控制范围：例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。2）放大：例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。3）综合信号：

35、例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。4）自动、遥控、监测：例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。2、驱动器ULN2003APGULN2003是大电流驱动阵列，多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。编辑本段特性描述：属于高耐压、大电流达林顿管IC，ULN2003APG与ULN2003是同一个系类产品。高耐压、大电流达林顿阵列，由七个硅NPN 达林顿管组成该电路的特点如下：ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻，在5V 的工作电压下它能与T

36、TL 和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。ULN2003内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管，可用来驱动继电器。它是双列16脚封装，NPN晶体管矩阵，最大驱动电压=50V，电流=500mA，输入电压=5V，适用于TTL COMS，由达林顿管组成驱动电路。ULN是集成达林顿管IC，内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管，它的输出端允许通过电流为200mA，饱和压降VCE 约1V左右，耐压BVCEO 约为36V。用户输出口的外接负

37、载可根据以上参数估算。采用集电极开路输出，输出电流大。故可直接驱动继电器或固体继电器，也可直接驱动低压灯泡。通常单片机驱动ULN2003时，上拉2K的电阻较为合适，同时，COM引脚应该悬空或接电源。五、实验总结本次单片的几个实验是我们受益良多，大大加深了我们对专业知识的认识和了解 ，为了本次的实验我们小组投入了大量的精力和时间，为此我们查找了很多的资料，硬件软件都是我们时刻解决的难题，通过一系列的学习是我们的实验有了很大的进展，虽然我们对其中有的环节不太了解和熟悉，但是我们已在原有的基础上有了进一步的提高，首先感谢储老师对我们悉心的引导，我们才能懂得把所学的知识与实验相结合，这给了我们很大的启

38、示。六、参考文献微型计算机原理与接口技术第四版C+程序设计教程方超坤版单片机原理及接口技术第二版附录/* * 文件名 ：keyscan.c*/#include#includekeyscan.h#includehc138.h#includeX8253.h#includeX8255.h#includedelay.h#define uchar unsigned charuchar i=0;/* * 函数名：exti0_init * 描述 ：外部中断0初始化 边沿触发方式 用于按键 * 采用查询方式会造成按键响应不及时！ * 输入 ：无 * 输出 ：无 */void init_exti0(void)

39、EA=1; EX0=1; IT0=1;/* * 函数名：mode_select * 描述 ：74HC138、8255和8253各模块程序的切换 * 输入 ：无 * 输出 ：无 */void mode_select(void) /* if(i=0) HC_E=0; CS_8253=0; CS_8255=0; */ /* if(i=1) HC_E=1; HC_water_lights(); */ if(i=0) /HC_E=0; /Traffic_lights(); PA=0x00; /* if(i=3) HC_E=0; X8253_action(); */* * 函数名：exti_0 * 描述

40、：按键中断函数 用于对标志位i 加1操作 * 输入 ：无 * 输出 ：无 */void exti_0(void) interrupt 0 i=i+1; if(i=4)i=1;#includedelay.h#includehc138.h/* * 函数名：HC_water_lights * 描述 ：使用74HC138控制流水灯 * 输入 ：uint z * 输出 ：无 */void HC_water_lights() HC_C=0; HC_B=0; HC_A=0; delay_ms(250); HC_C=0; HC_B=0; HC_A=1; delay_ms(250); HC_C=0; HC_B=

41、1; HC_A=0; delay_ms(250); HC_C=0; HC_B=1; HC_A=1; delay_ms(250); HC_C=1; HC_B=0; HC_A=0; delay_ms(250); HC_C=1; HC_B=0; HC_A=1; delay_ms(250); HC_C=1; HC_B=1; HC_A=0; delay_ms(250); HC_C=1; HC_B=1; HC_A=1; delay_ms(250); HC_C=1; HC_B=1; HC_A=1; delay_ms(250); HC_C=1; HC_B=1; HC_A=0; delay_ms(250); H

42、C_C=1; HC_B=0; HC_A=1; delay_ms(250); HC_C=1; HC_B=0; HC_A=0; delay_ms(250); HC_C=0; HC_B=1; HC_A=1; delay_ms(250); HC_C=0; HC_B=1; HC_A=0; delay_ms(250); HC_C=0; HC_B=0; HC_A=1; delay_ms(250); HC_C=0; HC_B=0; HC_A=0; delay_ms(250);void Traffic_lights()PA=0x9a;delay_ms(3000); PA=0x65;delay_ms(3000);

43、PA=0xff;delay_ms(300);/* * 函数名：init_8255 * 描述 ：8255芯片初始化 * 输入 ：无 * 输出 ：无 */void init_8255() /CS_8255=0; PD=0x80; PA=0xff;#ifndef _X8253_H_#define _X8253_H_#include #include#include/绝对地址处理头文件 用于对目标地址直接赋值#define T0 XBYTE0X1FFF #define T1 XBYTE0X3FFF #define T2 XBYTE0X5FFE #define CT XBYTE0X7FFF sbit A0_8253 = P25;sbit A1_8253 = P26;sbit CS_8253 = P15;sbit CLK = P30;void X8253_action();#endifEnd