單片機(jī)接口電路-長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1、單片機(jī)接口電路,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,單片機(jī)與家用電器的接口電路,單片機(jī)要接受來(lái)自家用電器的各種狀態(tài)信號(hào)，同時(shí)又將控制信號(hào)送出，以驅(qū)動(dòng)有關(guān)部件工作，因此接口非常重要。本節(jié)重點(diǎn)介紹單片機(jī)與家用電器之間的輸入、輸出接口，顯示接口，功率驅(qū)動(dòng)接口和磁控管接口電路的工作原理。,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,2.5.1輸入信號(hào)接口,1.開(kāi)關(guān)信號(hào)接口 (1) 門(mén)或蓋開(kāi)關(guān)接口

2、 開(kāi)關(guān)信號(hào)主要來(lái)自電冰箱、洗衣機(jī)、微波爐、電烤箱等的門(mén)開(kāi)關(guān)或蓋開(kāi)關(guān)，其接口電路較為簡(jiǎn)單（如圖所示）。當(dāng)單片機(jī)μPD7566內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外部電阻R可以不接。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到門(mén)開(kāi)關(guān)或蓋開(kāi)關(guān)閉合時(shí),輸入電平為0，控制家用電器工作。否則，輸入電平為1，家用電器停止工作。,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,(2)過(guò)壓、過(guò)流信號(hào)接口,在家電產(chǎn)品中，有時(shí)需對(duì)負(fù)載能力和輸出控制電路的電壓進(jìn)行控制，以免引

3、起家電產(chǎn)品的損壞。過(guò)壓信號(hào)接口的原理圖如圖，過(guò)流信號(hào)接口與過(guò)壓信號(hào)接口的差別是過(guò)流信號(hào)接口電路用電流互感器TB代替了過(guò)壓信號(hào)接口的變壓器T。,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,2.模擬信號(hào)接口,(1)溫度信號(hào)接口 在電熱器具、制冷空調(diào)等家電產(chǎn)品中，一般采用熱敏三極管對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)。溫度信號(hào)為模擬信號(hào)，需要轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)才能用單片機(jī)進(jìn)行處理，因此通常要選用含有A／D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)。某些

4、單片機(jī)中，用比較器的輸入端接收檢測(cè)到的模擬信號(hào)，若單片機(jī)中無(wú)A／D轉(zhuǎn)換和比較器時(shí)，可用定時(shí)計(jì)數(shù)器接收模擬溫度信號(hào)，但溫度檢測(cè)電路需有模擬／頻率轉(zhuǎn)換功能。,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,2) 溫度信號(hào)的模擬接口電路 溫度信號(hào)的模擬接口電路如圖2-30所示，MTSl02為測(cè)溫三極管，比較器A1為阻抗匹配器，比較器A2為一反相放大器，這樣A2輸出端UOUT就可接到單片機(jī)的A／D輸入端，利用單片機(jī)內(nèi)部的A／D轉(zhuǎn)換器

5、將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。對(duì)于常用的單片機(jī)pPD7566，其接口如左圖所示。對(duì)于電冰箱、空調(diào)器的控制，可利用熱敏電阻進(jìn)行測(cè)溫，熱敏電阻直接連接在pPD7566的比較器Cin0～Cin3輸入端,如右圖所示。,,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,3) 溫度信號(hào)的頻率接口 溫度信號(hào)的頻率接口電路如圖2-33所示，在該電路中，R4為限流電阻，可使VT2(MTSl02)集電極電流為0.1mA，以保

6、證VT2(MTSl02)處于較好的測(cè)溫狀態(tài)，脈沖發(fā)生器由電阻R2、R3、電位器RP1、RP2、電容C1和單結(jié)晶體管VT1組成,脈沖頻率與RC回路和單結(jié)晶體管VT1的峰值電壓有關(guān)，MTSl02對(duì)溫度檢測(cè)后，將溫度值轉(zhuǎn)換成一定頻率的脈沖，再送入單片機(jī)的I／O接口或定時(shí)計(jì)數(shù)器。此種接口電路可在電冰箱、空調(diào)器中得到應(yīng)用。,,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,(2)給定信號(hào)模擬接口 用電位器RP選定給定值,直接

7、送入單片機(jī)的A/D輸入端,如左圖所示。 (3)過(guò)流信號(hào)模擬接口 此接口與開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入接口中的過(guò)流信號(hào)接口相似,如右圖所示,圖中OP為運(yùn)算放大器。,,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,2.5.2 輸出信號(hào)接口,1.開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出接口開(kāi)關(guān)信號(hào)接口可直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管、繼電器、晶體管或晶閘管等，如圖所示。當(dāng)單片機(jī)μPD7566的I／O線(xiàn)P90輸出高電平時(shí)，流經(jīng)發(fā)光二極管VD的電流極小，不能發(fā)光，當(dāng)P90輸出

8、低電平時(shí)，流經(jīng)VD的電流達(dá)10mA，故VD發(fā)光。此端口灌入電流可達(dá)15mA，輸出電壓9V，具有較強(qiáng)的負(fù)載能力。,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,2.數(shù)字信號(hào)輸出接口,(1)數(shù)字顯示碼的輸出接口 單片機(jī)I／O線(xiàn)直接到LED顯示器的陰極，LED顯示器采用共陽(yáng)極方式，如圖所示。這是由于單片機(jī)的I／O線(xiàn)可允許10mA的灌入電流，而拉出電流僅5mA。,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,(2

9、)鍵盤(pán)掃描碼的輸出接口,在鍵盤(pán)掃描碼的輸出接口電路中，Pl00～P102 I/O線(xiàn)是掃描碼的輸出端，P10～P13I／O線(xiàn)用于接收鍵盤(pán)的按鍵信號(hào)，如左圖所示。(3) D／A轉(zhuǎn)換的數(shù)字輸出接口 在單片機(jī)控制的家用電器中，為進(jìn)行數(shù)字／模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，一般將數(shù)字送到 I／O接口，而在端口外加電阻解碼網(wǎng)絡(luò)(T型網(wǎng)絡(luò))來(lái)產(chǎn)生模擬信號(hào)。在D／A轉(zhuǎn)換的數(shù)字輸出接口中，Pl00用于輸出數(shù)字的最高位，P103用于輸出數(shù)字的最低位。如右圖所示。

10、,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,2.5.3功率驅(qū)動(dòng)接口,單片機(jī)是微電子器件，輸出的信號(hào)功率很小，要驅(qū)動(dòng)大功率的加熱元件(如電飯鍋中的加熱元件等)和電動(dòng)機(jī)(如洗衣機(jī)中的洗滌與脫水電動(dòng)機(jī)，電冰箱與空調(diào)器的壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)等)，就需要兩者相互匹配的中間電路，此種電路就是功率驅(qū)動(dòng)接口。,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,1.電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)接口,(1)開(kāi)關(guān)控制方式 電冰箱與空調(diào)器中，壓縮機(jī)的工作

11、是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的，因負(fù)載較大，在低速運(yùn)行時(shí)易燒壞電動(dòng)機(jī)。因而壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制采用開(kāi)關(guān)方式。在壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制接口電路中，有兩種控制接口電路；直接邏輯電平耦合電路和光電耦合電路，如右圖所示,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,(2)調(diào)壓控制方式,空調(diào)器中的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、落地扇等，可以利用調(diào)壓控制方式調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。此方式的接口電路如圖所示。圖中，上面—種是典型的電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路。主要由光電耦合器OC1、雙

12、向晶閘管VS，和電動(dòng)機(jī)M1組成。下面一種接口同上面一種基本相同，但電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電路不一樣：當(dāng)VS2導(dǎo)通后，流經(jīng)電動(dòng)機(jī)主繞組電流較大，在R7上產(chǎn)生較大的壓降，使VS2導(dǎo)通，副繞組得電，這時(shí)電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成后，主繞組電流趨于穩(wěn)定(比啟動(dòng)電流小)，VS2截止，這時(shí)只有主繞組參與運(yùn)行。,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,2.加熱器件驅(qū)動(dòng)接口,在加熱器件的驅(qū)動(dòng)接口中，如圖所示，有以下三種接口形式：最上面一種接

13、口形式 當(dāng)I／O輸出低電平“0”時(shí)，雙向晶閘管VS1導(dǎo)通，加熱絲通電加熱，當(dāng)單片機(jī)輸出高電平“1”時(shí)，雙向晶閘VS1截止，加熱絲停止加熱。中間一種接口形式 當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)，晶體管VT1導(dǎo)通，觸發(fā)VS2導(dǎo)通，加熱絲加熱，當(dāng)單片機(jī)輸出低電平時(shí)，VT1、VS2均截止，加熱絲停止加熱。最下面一種接口形式 單片機(jī)輸出高電平時(shí)，發(fā)光二極管VD2無(wú)電流通過(guò)，不發(fā)光，光敏三極管 VT2截止，雙向晶閘管VS3導(dǎo)通，加熱絲進(jìn)行加熱，單片機(jī)輸

14、出低電平時(shí)，VT2導(dǎo)通，VS3截止，加熱絲停止加熱。,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,加熱器件的驅(qū)動(dòng)接口電路,,,長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設(shè)備故障檢測(cè)與維修,2.5.4 顯示器接口,在家電產(chǎn)品(如空調(diào)器等)中，有時(shí)需顯示有關(guān)狀態(tài)，如溫度、時(shí)間等。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的是發(fā)光二極管顯示器(發(fā)光二極管七段顯示器)。 發(fā)光二極管顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)，如圖2-43所示。在不同的場(chǎng)合可以選擇相應(yīng)的