1第12章其它應用接口設計第12章其它應用接口設計12.1步進電機的控制12.1.1控制步進電機的工作原理12.1.2控制步進電機的設計案例12.2直流電機的控制12.2.1控制直流電機的工作原理12.2.2控制直流電機的設計案例12.3基于時鐘/日歷芯片DS1302的電子鐘設計12.3.1DS1302的工作原理12.3.2DS1302的應用設計案例2【內容概要】

本章介紹AT89S51單片機系統(tǒng)中其他的常用應用接口設計，內容主要包括單片機與步進電機、直流電機以及時鐘/日歷芯片DS1302的接口設計，供讀者的應用設計參考。

12.1單片機控制步進電機的設計

步進電機是將脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。

非超載的情況下，電機轉速、停止位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，給電機加一脈沖信號，電機則轉過一個步距角。因而步進電機只有周期性誤差而無累積誤差。512.1.1控制步進電機的工作原理

驅動步進電機由單片機通過對每組線圈中的電流的順序切換來使電機作步進式旋轉，切換是單片機輸出脈沖信號來實現。

調節(jié)脈沖信號頻率就可改變步進電機轉速；改變各相脈沖先后順序，就可改變電機旋轉方向。

步進電機驅動可采用雙四拍（AB→BC→CD→DA→AB）方式，也可采用單四拍（A→B→C→D→A）方式。為使步進電機旋轉平穩(wěn)，還可采用單、雙八拍方式（A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A）。各種工作方式時序見圖12-1。6

圖12-1

各種工作方式時序圖7圖12-1脈沖信號是高電平有效，但實際控制時公共端是接在VCC上，所以實際控制脈沖是低電平有效。12.1.2電路設計與編程

【例12-1】單片機對步進電機控制的原理電路見圖12-2。編寫程序，用四路I/O口輸出實現環(huán)形脈沖分配，控制步進電機按固定方向連續(xù)轉動。同時，通過“正轉”和“反轉”兩個按鍵來控制電機的正轉與反轉。按下“正轉”按鍵，步進電機正轉；按下“反轉”按鍵，步進電機反轉；松開按鍵，電機停止轉動。ULN2003是高耐壓、大電流達林頓陣列系列產品，7個NPN達林頓管組成。多用于單片機、智能儀表、PLC等控制電路中。8圖12-2

單片機控制步進電機接口電路9在5V電壓下能與TTL和CMOS電路直接相連,可直接驅動繼電器等負載。具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點。輸入5V的TTL電平，輸出可達500mA/50V。適于各類高速大功率驅動的系統(tǒng)。參考程序：

10111312.2單片機控制直流電機

直流電機多用在無交流電源、方便移動場合，具有低速大力矩等特點。如何用單片機控制直流電機。12.2.1控制直流電機的工作原理

對直流電機可精確控制其旋轉速度或轉矩，通過兩個磁場相互作用產生旋轉。結構見圖12-3，定子裝設一對直流勵磁的靜止主磁極N和S，在轉子上裝設電樞鐵心。定子與轉子間有一氣隙。在電樞鐵心上放置了由兩根導體連成的電樞線圈，線圈首端和末端分別連到兩個圓弧形銅片上，此銅片稱為換向片。由換向片構成的整體稱為換向器。圖12-3

有刷直流電機結構示意圖15

換向器固定在轉軸上，換向片與轉軸間互相絕緣。在換向片上放置一對固定不動的電刷B1和B2，當電樞旋轉時，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。

定子通過永磁體或受激勵電磁鐵產生一固定磁場，由于轉子由一系列電磁體構成，當電流通過其中一個繞組時會產生一個磁場。

對有刷直流電機，轉子上換向器和定子電刷在電機旋轉時為每個繞組供給電能。通電轉子繞組與定子磁體有相反極性，因而相互吸引，使轉子轉動至與定子磁場對準的位置。當轉子到達對準位置時，電刷通過換向器為下一組繞組供電，從而使轉子維持旋轉運動，見圖12-4。16（i）導體ad處于N極下（ii）導體ad處于S極下圖12-4有刷直流電機工作示意圖

17直流電機轉速與施加電壓成正比，轉矩與電流成正比。由于必須在工作期間改變直流電機的速度，直流電機控制是一較困難問題。直流電機高效運行的常見方法是施加一個PWM（脈寬調制）脈沖波，其占空比對應于所需速度。電機起到了一個低通濾波器作用，PWM信號相對容易產生，這種驅動方式使用更為廣泛。12.2.2控制直流電機的設計案例

【例12-2】原理電路見圖12-5。使用單片機兩個I/O腳控制直流電機轉速和旋轉方向。其中P3.7腳輸出PWM信號控制直流電機轉速；P3.6腳控制直流電機旋轉方向。18圖12-5

單片機控制直流電機的接口電路

圖12-5中驅動電路使用了NPN低頻、低噪聲小功率達林頓管

2SC2547。當P3.6=1時，P3.7發(fā)送PWM波時，將看到直流電機正轉。反之，P3.6=0時，P3.7發(fā)送PWM信號，將看到直流電機反轉。通過改變輸出的PWM信號的占空比，來達到控制直流電機轉速的目的。

參考程序如下：192021上述程序因為P3.6置1，只能控制直流電機正轉。如果P3.6輸出為0，則控制直流電機反轉。另外電機的轉速是固定的，是通過P3.7發(fā)出的高低電平為1:1的PWM波形來控制，因此方向和轉速都是不可調節(jié)的。讀者可在圖12-5的電路基礎上增加3個按鍵開關：在P3.3腳接一開關，選擇高低電平，來控制電機的旋轉方向。在P3.4腳和P3.5腳增加“INC”和“DEC”兩個按鍵，當按鍵按下時，來改變P3.7輸出的PWM波形的占空比，從而控制直流電機轉速的增速和減速。2212.3基于時鐘/日歷芯片DS1302的電子鐘設計

在單片機應用系統(tǒng)中，有時往往需要一個實時時鐘/日歷作為測控時間基準。時鐘/日歷集成電路芯片多種，設計者只需選擇合適芯片即可。本節(jié)介紹最為常見的時鐘/日歷芯片DS1302的功能、特性以及單片機的硬件接口設計及軟件編程。12.3.1DS1302的工作原理基本性能時鐘/日歷芯片DS1302是美國DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片，已廣泛用于便攜式儀器、電話、傳真以及電池供電的儀器儀表，功能特性如下。（1）能計算2100年前的年、月、日、星期、時、分、秒的信息；每月的天數和閏年天數可自動調整；時鐘可設置為24或12小時格式。（2）與單片機間采用單線同步串行通信。（3）31字節(jié)的8位靜態(tài)RAM。（4）功耗低，保持數據和時鐘信息時功率小于1mW；可選的涓流充電能力。（5）讀/寫時鐘或RAM數據有單字節(jié)和多字節(jié)兩種傳送方式。DS1302引腳見圖12-6。24圖12-6DS1302的引腳25各引腳功能如下：I/O：數據輸入/輸出。SCLK：同步串行時鐘輸入。RST*：芯片復位，1—芯片的讀/寫使能，0—芯片復位并被禁止讀/寫。

VCC2：主電源輸入，接系統(tǒng)電源。VCC1：備份電源輸入引腳，通常接2.7~3.5V電源。當VCC2>VCC1+0.2V時，芯片由VCC2供電；當VCC2<VCC1時，芯片由VCC1供電。GND：地X1，X2：接32.768KHz晶振引腳。

單片機與DS1302間無數據傳輸時，SCLK保持低電平，此時如果

從低變?yōu)楦邥r，即啟動數據傳輸，此時SCLK的上升沿將數據寫入DS1302，而在SCLK的下降沿從DS1302讀出數據。RST*為低時，則禁止數據傳輸,讀/寫時序如圖12-7所示。數據傳輸時，低位在前，高位在后。2.DS1302的命令字格式單片機對DS1302的讀/寫，都必須由單片機先向DS1302寫入一個命令字(8位)發(fā)起，命令字的格式見表12-1。27圖12-7DS1302讀/寫時序命令字各位功能：D7：必須為邏輯1，如為0，則禁止寫入DS1302。D6：1—讀/寫RAM數據，0—讀/寫時鐘/日歷數據。D5～D1：為讀/寫單元的地址；D0：1—對DS1302讀操作，0—對DS1302寫操作。注意，命令字（8位）總是低位在先，命令字每1位都是在SCLK上升沿送出（見圖12-7）。283.DS1302的內部寄存器DS1302共12個寄存器，其中7個寄存器與時鐘/日歷相關，存放的數據為BCD碼。通過向寄存器寫入命令字實現對DS1302的操作。例如，如果要設置秒寄存器的初始值，需要先寫入命令字80H(見表12-2)，然后再向秒寄存器寫入初始值；如果要讀出某時刻秒的值，需要先寫入命令字81H，然后再從秒寄存器讀取秒值。表12-2中前7個寄存器“各位內容”中的各特殊位符號的意義如下。2930CH：時鐘暫停位，1-振蕩器停止，DS1302為低功耗方式；0-時鐘開始工作。10SEC：秒的十位數字，SEC：秒的個位數字10MIN：分的十位數字MIN：分的個位數字12/24：12或24小時方式選擇位AP：小時格式設置位，0-上午模式（AM）；1-下午模式（PM）10DATE：日期的十位數字，DATE為日期的個位數字3110M：月的十位數字，MONTH為日期的個位數字DAY：星期的個位數字10YEAR：年的十位數字，YEAR為年的十位數字

表12-2中后3個寄存器的功能及特殊位符號的意義說明如下。寫保護寄存器：該寄存器的D7位WP是寫保護位，其余7位（D0～D6）置為0。在對時鐘/日歷單元和RAM單元進行寫操作前，WP必須為0，即允許寫入。當WP為1時，用來防止對其它寄存器進行寫操作。涓流充電寄存器：慢充電寄存器，用于管理對備用電源的充電。TCS：當4位TCS=1010時，才允許使用涓流充電寄存器，其他任何狀態(tài)都將禁止使用涓流充電器。DS：兩DS位用于選擇連接在VCC2和VCC1間的二極管數目。

01-選擇1個二極管；10-選擇2個二極管；

11或00-涓流充電器被禁止。RS：兩位RS位用于選擇涓流充電器內部在VCC2和VCC1之間的連接電阻。RS=01，選擇R1（2kΩ）；RS=10時，選擇R2（4kΩ）；RS=11時，選擇R3（8kΩ）；RS=00時，不選擇任何電阻。33

時鐘突發(fā)寄存器：單片機除了對DS1302寄存器單字節(jié)數據讀/寫外，還可采用突發(fā)方式（多字節(jié)的連續(xù)讀/寫）。在多字節(jié)連續(xù)讀/寫中，只要向時鐘突發(fā)寄存器（地址3EH）發(fā)送命令字即可進行多字節(jié)方式讀/寫操作。在多字節(jié)方式中，讀/寫的數據都始于寄存器地址00H的D0位。當以突發(fā)方式寫時鐘/日歷時，必須按照數據傳送的次序寫入最先的8個寄存器，即時鐘突發(fā)寄存器和表12-2中的前7個寄存器。4.DS1302的內部RAMDS1302內部RAM共31個單元，其命令字為C0H～FDH，其中奇數為讀操作，偶數為寫操作；如果以突發(fā)方式讀寫，可一次性讀寫所有的RAM的31個字節(jié)。34當以突發(fā)方式對31個字節(jié)RAM讀寫，則向表12-3

中的“RAM突發(fā)”單元寫入命令字FEH(讀)或FFH(寫)。RAM單元與命令字對照表如表12-3所示。12.2.2DS1302的應用設計案例【例12-3】制作一個使用時鐘/日歷芯片DS1302并采用LCD1602顯示的日歷/時鐘。要求LCD1602分兩行顯示時鐘（時、分、秒）與日歷（年、月、日），接口電路見圖12-8。圖12-8LCD顯示的時鐘/日歷原理電路及仿真3738394041424344454647484950515212.4AT89S51單片機與微型打印機TPμP-40A/16A的接口在單片機應用系統(tǒng)中多使用微型點陣式打印機，在微型打印機內部有一個控制打印的單片機，固化有控打程序。打印機通電后，由打印機內部的單片機執(zhí)行固化的控打程序，可接收和分析主控單片機送來的數據和命令，然后通過控制電路，實現對打印頭機械動作的控制進行打印。此外，微型打印機還能接受人工干預，完成自檢、停機和走紙等操作。在單片機應用系統(tǒng)中，常用的微打有TPμP-40A/16A、GP16以及XLF嵌入儀器面板上的漢字微型打印機。單片機控制微型打印機工作的原理都是相類似的，下面僅介紹AT89S51單片機與常見的TPμP-40A/16A微型打印機的接口設計。12.4.1TPμP-40A/16A微型打印機簡介TPμP-40A/16A是一種單片機控制的微型智能打印機。

TPμP-40A與TPμP-16A的接口信號與時序以及硬件電路及插腳完全兼容，只是某些命令代碼不同。TPμP-40A每行打印40個字符，TPμP-16A則每行打印16個字符。1．TPμP-40A/16A主要技術性能、接口要求及時序（1）采用單片機控制，2KB控打程序以及標準的Centronics打印機并行接口。（2）可打印全部標準的ASCII代碼字符，以及128個非標準字符和圖符。有16個代碼字符（6×7點陣）可由用戶通過程序自行定義，并可通過命令用此16個代碼字符去替換任何駐留代碼字型，以便用于多種文字的打印。（3）可打印出8×240點陣的圖樣（漢字或圖案點陣）。代碼字符和點陣圖樣可在一行中混合打印。（4）字符、圖符和點陣圖可以在寬和高的方向放大×2、×3、×4倍。（5）每行字符的點行數（包括字符的行間距）可用命令更換，即字符行間距空點行可在0～255間任選。（6）帶有水平和垂直制表命令，便于打印表格。2．Centronics接口信號TPμP-40A/16A采用國際上流行的Centronics打印機并行接口，與單片機間通過一條20芯扁平電纜及接插件相連。打印機有一個20線扁平插座，信號引腳排列如圖12-9所示。

各信號引腳的功能如下：DB0～DB7—數據線，單向傳輸，由單片機發(fā)送給打印機。STB*（STROBE）—數據選通信號。在該信號上升沿時，數據線上的8位并行數據被打印機讀入機內鎖存。BUSY—打印機“忙”狀態(tài)信號。當該信號高電平時，表示打印機正忙于處理數據。此時，單片機不得使信號有效，向打印機送入新的數據。圖12-9TPμP-40A/16A引腳排列（從打印機背視）ACK*—打印機的應答信號，低電平有效。表明打印機已取走數據線上的數據。ERR*—“出錯”信號。當送入打印機的命令格式出錯時，打印機立即打印一行提示出錯的信息。在打印出錯信息之前，該信號線出現一個負脈沖，脈沖寬度為30μs。3．接口信號時序接口信號時序如圖12-10所示。選通信號寬度需大于0.5μs。應答信號可與信號作為一對應答聯絡信號，也可使用和BUSY作為一對應答聯絡信號。圖12-10TPμP-40A/16A接口信號時序12.4.2字符代碼及打印命令寫入TPμP-40A/16A的全部代碼共256個，其中00H無效。代碼01H～0FH為打印命令；代碼10H～1FH為用戶自定義代碼；代碼20H～7FH為標準ASCII代碼；TPμP-40A/16A可打印的非ASCII代碼如圖12-11所示，代碼80H～FFH為非ASCII代碼，其中包括少量漢字、希臘字母、塊圖圖符和一些特殊字符。（1）字符代碼TPμP-40A/16A中全部的打印字符代碼為10H～FFH，回車換行代碼0DH為字符串的結束符。但當輸入代碼滿40/16個時，打印機自動回車，舉例如下。

圖12-11TPμP-40A/16A可打印的非ASCII代碼寫出單片機控制打印機向打印機輸出的代碼串。①打印“$2356.73”。單片機向打印機輸出的代碼串為24H，32H，33H，35H，36H，2EH，37H，33H，0DH。②打印“23.7cm3”。單片機向打印機輸出的代碼串為32H，33H，2EH，37H，63H，6DH，9DH，0DH。（2）打印命令

打印命令由一個命令字和若干參數字節(jié)組成，表12-4所示為TPμP-40A/16A命令代碼及功能。有關打印命令的更詳細說明，參見技術說明書。6312.4.3AT89S51單片機與TPμP-40A/16A的接口設計TPμP-40A/16A由于在其輸入電路中有鎖存器，在輸出電路中有三態(tài)門控制，因此可以直接與AT89S52單片機相接。TPμP-40A/16A沒有讀、寫信號，只有一對應答聯絡線STB*、BUSY（或ACK*），接口電路如圖12-12所示。AT89S51單片機用一條地址線（圖12-12）P2.7，即A15,與或來控制寫選通信號和讀取BUSY狀態(tài)。圖12-13所示為通過擴展的并行I/O口82C55連接的打印機接口電路。采用查詢法，即通過讀與82C55的PC0腳的相連的BUSY狀態(tài)，來判斷送給打印機的一個字節(jié)的數據是否處理完畢。也可用中斷法（BUSY腳直接與單片機的INT0*引腳相連）。圖12-12TPμP-40A/16A與AT89S51單片機數據總線的接口【例12-4】把AT89S51單片機內部RAM的3FH～4FH單元中的ASCII碼數據送到打印機打印。82C55的端口A與端口C的高4位設置為方式0輸出，端口C的低4位為方式0輸入。參考程序如下：圖12-13TPμP-40A/16A與AT89S51單片機擴展的I/O連接12.5單片機與I/O功率驅動的接口設計在單片機應用系統(tǒng)設計中，有時需要用單片機控制各種各樣的高壓、大電流負載，如電動機、電磁鐵、繼電器、燈泡等，顯然不能直接用單片機的I/O線來驅動，必須通過各種驅動電路和開關電路來驅動。此外，為了使AT89S51與強電隔離和抗干擾，有時需加接光電耦合器。本節(jié)介紹這些外圍I/O驅動電路、光電耦合器與AT89S51單片機的接口電路。12.5.1AT89S51與外圍集成數字驅動電路的接口在工業(yè)生產現場，有不少被控對象是電磁繼電器、電磁開關或可控硅、固態(tài)繼電器和功率電子開關，其控制信號都是開關電平量。由于AT89S52片內的I/O口驅動能力有限，需要經過外圍集成數字驅動電路來驅動。表12-5給出了常用的外圍集成數字驅動電路的參數。這些驅動電路只要加接合適的限流電阻和偏置電阻，即可直接由TTL、MOS以及CMOS電路來驅動。當它們用于驅動感性負載時，必須加接限流電阻或箝位二極管。此外，有些驅動器內部還設有邏輯門電路，可以完成與、與非、或以及或非的邏輯功能。下面舉例說明外圍集成數字驅動電路的應用。【例12-5】慢開啟的白熾燈驅動電路圖12-14為慢開啟白熾燈驅動電路，白熾燈的延時開啟時間長短取決于時間常數RC。此電路能直接驅動工作電壓小于30V、額定電流小于500mA的任何燈泡。注意：在設計此電路的印刷電路板時，驅動器要加裝散熱板，以便散熱。SN75401芯片性能參數見表12-5。圖12-14

慢開啟白熾燈驅動電路【例12-6】大功率音頻振蕩器圖12-15給出的電路能直接驅動一個大功率的揚聲器，可用于報警系統(tǒng)，改變電路中的電阻或電容的值便能改變電路的振蕩頻率。電路中的兩個齊納二極管IN751A用于輸入端的保護。SN75447芯片性能參數請見表12-5。【例12-7】驅動大電流負載單片機驅動大電流負的電路如圖12-16所示。ULN2068芯片具有四個大電流達林頓開關，能驅動電流高達1.5A的負載。由于ULN2068在25℃時功耗達2075mW，因而使用時一定要加散熱板。ULN2068芯片性能參數請見表12-5。74圖12-15

大功率音頻振蕩器圖12-16

使用ULN2068的大電流驅動電路12.5.2AT89S51與光電耦合器的接口常用光電耦合器為晶體管輸出型、晶閘管輸出型。1.晶體管輸出型光電耦合器驅動接口晶體管輸出型光電耦合器的用途是作為開關使用，其受光器是光電晶體管。光電晶體管除了沒有使用基極外，跟普通晶體管一樣。取代基極電流的是以光作為晶體管的輸入。當光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光時，光電晶體管受光的影響在cb間和ce間有電流流過，這兩個電流基本上受光的照度控制，常用ce極間的電流作為輸出電流，輸出電流受Vce的電壓影響很小，在Vce增加時，稍有增加。光電晶體管的集電極電流Ic與發(fā)光二極管的電流IF之比稱為光電耦合器的電流傳輸比。不同結構的光電耦合器的電流傳輸比相差很大,如輸出端是單個晶體管的光電耦合器4N25的電流傳輸比≥20%。輸出端使用達林頓管的光電耦合器4N33的電流傳輸比≥500%。電流傳輸比受發(fā)光二極管的工作電流大小影響，電流為10～20mA時，電流傳輸比最大，電流小于10mA或大于20mA，傳輸比都下降。溫度升高，傳輸比也會下降，因此在使用時要留一些余量。光電耦合器在傳輸脈沖信號時，對不同結構的光電耦合器的輸入輸出延遲時間相差很大。4N25的導通延遲ton是2.8μs，關斷延遲toff是4.5μs，4N33的導通延遲ton是0.6μs，關斷延遲toff是45μs。晶體管輸出型光電耦合器除了可作為開關使用外，還可用作線性耦合器，在發(fā)光二極管上提供一個偏置電流，再把信號電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極管上，引起其亮度的變化，從而輸出電流也就將隨輸入的信號電壓線性變化。圖12-17是使用4N25的光電耦合器接口電路圖。4N25起到耦合脈沖信號和隔離單片機系統(tǒng)與輸出部分的作用，使兩部分的電流信號獨立。輸出部分的地線接機殼或接大地，而AT89S51系統(tǒng)的電源地線浮空，不與交流電源的地線相接。這樣可以避免輸出部分電源變化對單片機電源的影響，減少系統(tǒng)所受的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。4N25輸入、輸出端的最大隔離電壓＞2500V。圖12-17電路中使用同相驅動器7407作為光電耦合器4N25輸入端的驅動。光電耦合器輸入端的電流一般為10～15mA，發(fā)光二極管的壓降約為1.2～1.5V。限流電阻由下式計算：圖12-17

光電耦合器4N25的接口電路81式中：Vcc為電源電壓；

VF為輸入端發(fā)光二極管的壓降，取1.5V；

Vcs為驅動器的壓降；

IF為發(fā)光二極管的工作電流。如圖12-17電路要求IF為15mA，則限流電阻計算如下：當單片機的P1.0端輸出高電平時，4N25輸入端電流為0，輸出相當開路，74LS04的輸入端為高電平，輸出為低電平。AT89S52的P1.0端輸出低電平時，7407輸出端為低電壓輸出，4N25的輸入電流為15mA，輸出端可以流過≥3mA的電流。如果輸出端負載電流小于3mA，則輸出端相當于一個接通的開關。74LS04輸出高電平。4N25的6腳是光電晶體管的基極，在一般的使用中可以不接，該腳懸空。光電耦合器也常用于較遠距離的信號隔離傳送。一方面光電耦合器可以起到隔離兩個系統(tǒng)地線的作用，使兩個系統(tǒng)的電源相互獨立，消除地電位不同所產生的影響。另一方面，光電耦合器的發(fā)光二極管是電流驅動器件，可以形成電流環(huán)路的傳送形式。由于電流環(huán)電路是低阻抗電路，它對噪音的敏感度低，因此提高了通訊系統(tǒng)的抗干擾能力。常用于有噪音干擾的環(huán)境下傳輸信號。圖12-18是用光電耦合器組成的電流環(huán)發(fā)送和接收電路。圖12-18電路可以用來傳輸數據，最大速率為50Kb/s，最大傳輸距離為900米。環(huán)路連線的電阻對傳輸距離影響很大，此電路中環(huán)路連線電阻不能82圖12-18

電流環(huán)電路大于30Ω，當連線電阻較大時，100Ω的限流電阻要相應減小。光電耦合管使用TIL110，TIL110的功能與4N25相同，但開關速度比4N25快，當傳輸速度要求不高時，也可以用4N25代替。電路中光電耦合器放在接收端，輸入端由同相驅動器7407驅動，限流電阻分為兩個，一個是50Ω，一個是100Ω。50Ω電阻的作用除了限流外，最主要的作用還是起阻尼的作用，防止傳送的信號發(fā)生畸變和產生突發(fā)的尖峰。電流環(huán)的電流計算如下：IF=(Vcc-VF-Vcs)/(R1+R2)=(5-1.5-0.5)A/(50+100)=0.02A=20mATIL110的輸出端接一個帶施密特整形電路的反相器74LS14，作用是提高抗干擾能力。施密特觸發(fā)電路的輸入特性有一個回差。輸入電壓大于2V才認為是高電平輸入，小于0.8V才認為是低電平輸入。電平在0.8～2V之間變化時，則不改變輸出狀態(tài)。因此信號經過74LS14之后便更接近理想波形。2.晶閘管輸出型光電耦合器驅動接口晶閘管輸出型光電耦合器的輸出端是光敏晶閘管或光敏雙向晶閘管，當輸入端有一定的電流流入時，晶閘管即導通。有的光電耦合器的輸出端還配有過零檢測電路，用于控制晶閘管過零觸發(fā)，以減少用電器在接通電源時對電網的影響。4N40是常用的單向晶閘管輸出型光電耦合器。當輸入端有15～30mA電流時，輸出端的晶閘管導通。輸出端的額定電壓為400V，額定電流有效值為300mA。輸入輸出端隔離電壓為1500～7500V。4N40的6腳是輸出晶閘管的控制端，不使用此端時，此端可對陰極接一個電阻。85MOC3041是常用的雙向晶閘管輸出的光電耦合器，帶過零觸發(fā)電路，輸入端的控制電流為15mA，輸出端額定電壓為400V，最大重復浪涌電流為1A，輸入輸出端隔離電壓為7500V。MOC3041的5腳是器件的襯底引出端，使用時不需要接線。圖12-19是4N40和MOC3041的接口驅動電路。4N40輸入端限流電阻的計算：R=(Vcc-VF-Vcs)/IF=(5-1.5-0.5)/0.03=100Ω實際應用中可以留一些余量，限流電阻取91Ω。MOC3041輸入端限流電阻的計算：R=(Vcc-VF-Vcs)/IF=(5-1.5-0.5)/0.015=200Ω

8687圖12-19

晶閘管輸出型光電