【自学51单片机】3 |
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1、电磁干扰2、电容介绍3、三极管在数字电路中的应用3.1、三极管介绍3.2、三极管的原理3.3、三极管的应用
4、74HC245介绍4.1、74HC245引入4.2、74HC245的原理及作用
5、74HC138三八译码器的介绍5.1、74HC138引入5.2、74HC138用法及原理
6、控制点亮LED灯原理步骤7、LED闪烁程序8、收获
1、电磁干扰
电磁干扰简称EMI,包括 ESD(静电放电现象)、EFT(快速瞬间群脉冲效果)、Surge(浪涌效果)等等,ESD、EFT、Surge都是高频信号,对半导体元器件损害较大,在电路设计中要去除电磁干扰影响。 2、电容介绍 1. 电容分类: 铝电解电容、钽电容、陶瓷电容等。 2. 电容单位:在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,由于法拉这个单位太大,所以常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)等,换算关系是:1法拉(F)= 103毫法(mF)=106微法(μF)=109纳法(nF)=1012皮法(pF) 。 3. 电容的作用:通交流隔直流,电容越小阻高频效果越好,电容越大阻低频效果越好。 容值较大的电容(低频滤波电容)作用: 1.缓冲作用 2. 稳定作用 3. 去除电源低频滤波,稳定电源。 容值较小的电容(高频滤波电容)作用: 用于滤除高频信号如ESD、EFT等干扰,通常用于电源附近。 4. 电容在数字电路的选取: 耐压值上要高于系统电压的1.5到2倍之间。容值上如果系统耗电较大,波动可能比较大,那么容值就要选大 一些,反之可以小一些。 (注:以后在设计数字电路的时候,电源处要加去耦高频电容,并且尽量靠近vcc极,直接用0.1uf的就可以。) 3、三极管在数字电路中的应用 3.1、三极管介绍 1. 三极管是一种很常用的控制和驱动器件,常用的三极管材料有硅管和锗管, 硅管用的较普遍,而锗管应用较少,三极管有 2 种类型,分别是 PNP 型和 NPN 型,如图: 2. 三极管有三个极,为基极b(base)、发射极 e(emitter)和集电极 c(collector), 如何区分三极:有箭头的为发射极e,横向的为基极b,剩余一极为集电极c。 3.2、三极管的原理1、三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。在数电中主要用三极管的开关特性,只用到截止和饱和两种状态,放大特性在模电中运用。 2、三极管原理:三极管的控制端在 b 和 e 之间,被控制端是 e 和 c 之间。三极管的 b极 和 e极构成的有箭头的方向曲线中,箭头始端的极要比箭头末端的极电压高出0.7V,即可导通三极管的 e极 和 c极,否则 b极 和 e极不导通。 导通后,e极 和 b极 大概有0.7V的压降。e极 和 c极大概有0.2V的压降,但可忽略不计。以下图举例说明三极管的用法。 3、三极管三种状态:1. 截止:e和b不导通 2. 饱和:e和b导通 Ib>Iec/β 3、放大:e和b导通 Ib=Iec/β 三极管截止状态用法: 只要 e 和 b 不导通即可。 三极管的饱和状态用法:e 和 b导通,b 极电流大于 e 和 c 之间电流值除以β(β为三极管放大倍数,每个三极管都有一个放大倍数,常用三极管放大倍数可认为是100)。 3.3、三极管的应用 三极管的应用:控制应用 和 驱动应用。 1.控制应用:前面图3-7 就介绍了通过单片机控制三极管的 b极 来控制LED的亮灭,除此之外,还能控制不同电压的转换,比如用单片机5V系统对接12V系统,直接用IO口对接会烧坏单片机,就可以用三极管来控制12V的电路。 以下图举例说明:![]() 2. 驱动应用:主要指电流的输出能力。 先来看看下面两电路对比
因为整个单片机的工作电流,不能超过 50mA,单个 IO 口总电流不要超过 6mA。下面来看8个LED小灯的电路图: 74HC245原理图 单片机IO口有限,为控制更多器件,就要使用一些外围的数字芯片,这种数字芯片由简单的输入逻辑来控制输出逻辑,比如74HC138,又称三八译码器。原理图如下图: 74HC138原理图 三八译码器,就是把 3 种输入状态翻译成 8 种输出状态。74HC138 有 1~6 一共是 6 个输入引脚,但是其中 4、5、6 这三个引脚是使能引脚,前面介绍74HC245的时候已经介绍了使能引脚,这里就不在介绍,这三个引脚其中一个不按规定输入,Y0到Y7这八个输出引脚都输出高电平,每个输入引脚有0 和 1两种状态,0代表低电平,1代表高电平。那么1、2、3引脚对应有8中状态,这八种状态对应8种输出状态,对应情况见如下图真值表: 74HC138真值表 LED小灯整体电路图 1.导通三极管。原理:让LEDS6输出低电平,LEDS6的输出由三八译码器控制, 让ENLED(该IO口直接由单片机控制)输出低电平,ADDR3输出高电平来启动三八译码器,查看三八译码器手册要让LEDS6输出低电平,则应让ADDR2和ADDR1输出高电平,ADDR0输出低电平。这也就是上节点亮小灯程序中要让ENLED = 0; ADDR3 = 1; ADDR2 = 1; ADDR1 = 1; ADDR0 = 0;的原因了 因ADDR口都通过跳线(通过跳线帽与两个针相连,起导线作用)与P1的IO口相连,如下图,让ADDR3、ADDR2和ADDR1输出高电平,ADDR0输出低电平,则应让对应连接P1的IO口输出相应电平。 跳线 通过上面的LED点亮步骤,我们已经知道了上节点亮LED程序的原理,现在来编写控制LED小灯闪烁程序。 #include sbit ADDR0 = P1^0; sbit ADDR1 = P1^1; sbit ADDR2 = P1^2; sbit ADDR3 = P1^3; sbit ENLED = P1^4; sbit LED = P0^1;//闪烁LED3 void main()//void即函数类型 { //以下为声明语句部分 unsigned int i = 0;//定义一个无符号整型变量i,并赋初值为0 //以下为执行语句部分 ENLED = 0; ADDR3 = 1;//使三八译码器工作 ADDR2 = 1; ADDR1 = 1; ADDR0 = 0;//导通三极管 while(1) { LED = 0;// 点亮LED3小灯 for(i = 0; i |
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