单片机接口电路-长沙民政职业技术学院课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单片机接口电路,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,单片机与家用电器的接口电路,单片机要接受来自家用电器的各种状态信号，同时又将控制信号送出，以驱动有关部件工作，因此接口非常重要。本节重点介绍单片机与家用电器之间的输入、输出接口，显示接口，功率驱动接口和磁控管接口电路的工作原理。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,2.5.1,输入信号接口,1.,开关信号接口,(1),门或盖开关接口,开关信号主要来自电冰箱、洗衣机、微波炉、电烤箱等的门开关或盖开关，其接口电路较为简单（如图所示）。当单片机,PD7566,内部有上拉电阻时，外部电阻,R,可以不接。当单片机检测到门开关或盖开关闭合时,输入电平为,0,，控制家用电器工作。否则，输入电平为,1,，家用电器停止工作。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,(,2),过压、过流信号接口,在家电产品中，有时需对负载能力和输出控制电路的电压进行控制，以免引起家电产品的损坏。过压信号接口的原理图如图，过流信号接口与过压信号接口的差别是过流信号接口电路用电流互感器,T,B,代替了过压信号接口的变压器,T,。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,2.,模拟信号接口,(1),温度信号接口,在电热器具、制冷空调等家电产品中，一般采用热敏三极管对温度进行检测。温度信号为模拟信号，需要转换为数字信号才能用单片机进行处理，因此通常要选用含有,A,D,转换器的单片机。某些单片机中，用比较器的输入端接收检测到的模拟信号，若单片机中无,A,D,转换和比较器时，可用定时计数器接收模拟温度信号，但温度检测电路需有模拟频率转换功能。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,2),温度信号的模拟接口电路 温度信号的模拟接口电路如图,2-30,所示，,MTSl02,为测温三极管，比较器,A,1,为阻抗匹配器，比较器,A,2,为一反相放大器，这样,A,2,输出端,U,OUT,就可接到单片机的,A,D,输入端，利用单片机内部的,A,D,转换器将模拟信号转换为数字信号。对于常用的单片机,pPD7566,，,其接口如左图所示。对于电冰箱、空调器的控制，可利用热敏电阻进行测温，热敏电阻直接连接在,pPD7566,的比较器,C,in0,C,in3,输入端,如右图所示。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,3),温度信号的频率接口,温度信号的频率接口电路如图,2-33,所示，在该电路中，,R,4,为限流电阻，可使,VT,2,(MTSl02),集电极电流为,0.1,mA,，,以保证,VT,2,(MTSl02),处于较好的测温状态，脉冲发生器由电阻,R,2,、,R,3,、,电位器,RP,1,、,RP,2,、,电容,C,1,和单结晶体管,VT,1,组成,脉冲频率与,RC,回路和单结晶体管,VT,1,的峰值电压有关，,MTSl02,对温度检测后，将温度值转换成一定频率的脉冲，再送入单片机的,I,O,接口或定时计数器。此种接口电路可在电冰箱、空调器中得到应用。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备,故障检测,与维修,(2),给定信号模拟接口 用电位器,RP,选定给定值,直接送入单片机的,A/D,输入端,如左图所示。,(3),过流信号模拟接口 此接口与开关信号输入接口中的过流信号接口相似,如右图所示,图中,OP,为运算放大器。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,2.5.2,输出信号接口,1.,开关信号输出接口,开关信号接口可直接驱动发光二极管、继电器、晶体管或晶闸管等，如图所示。当单片机,PD7566,的,I,O,线,P,90,输出高电平时，流经发光二极管,VD,的电流极小，不能发光，当,P,90,输出低电平时，流经,VD,的电流达,10,mA,，故,VD,发光。此端口灌入电流可达,15,mA,，,输出电压,9,V,，,具有较强的负载能力。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,2.,数字信号输出接口,(1),数字显示码的输出接口,单片机,I,O,线直接到,LED,显示器的阴极，,LED,显示器采用共阳极方式，如图所示。这是由于单片机的,I,O,线可允许,10,mA,的灌入电流，而拉出电流仅,5,mA,。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,(2),键盘扫描码的输出接口,在键盘扫描码的输出接口电路中，,P,l00,P,102,I/O,线是扫描码的输出端，,P,10,P,13,I,O,线用于接收键盘的按键信号，如左图所示。,(3)D,A,转换的数字输出接口 在单片机控制的家用电器中，为进行数字模拟信号的转换，一般将数字送到,I,O,接口，而在端口外加电阻解码网络,(,T,型网络,),来产生模拟信号。在,D,A,转换的数字输出接口中，,P,l00,用于输出数字的最高位，,P,103,用于输出数字的最低位。如右图所示。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,2.5.3,功率驱动接口,单片机是微电子器件，输出的信号功率很小，要驱动大功率的加热元件,(,如电饭锅中的加热元件等,),和电动机,(,如洗衣机中的洗涤与脱水电动机，电冰箱与空调器的压缩机电动机等,),，就需要两者相互匹配的中间电路，此种电路就是功率驱动接口。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,1.,电动机驱动接口,(1),开关控制方式,电冰箱与空调器中，压缩机的工作是由电动机带动的，因负载较大，在低速运行时易烧坏电动机。因而压缩机电动机的控制采用开关方式。,在压缩机电动机的控制接口电路中，有两种控制接口电路；直接逻辑电平耦合电路和光电耦合电路，如右图所示,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,(2),调压控制方式,空调器中的风扇电动机、落地扇等，可以利用调压控制方式调节电动机转速。此方式的接口电路如图所示。图中，上面,种是典型的电容运转电动机调速电路。主要由光电耦合器,OC,1,、,双向晶闸管,VS,，,和电动机,M,1,组成。下面一种接口同上面一种基本相同，但电动机启动电路不一样：当,VS,2,导通后，流经电动机主绕组电流较大，在,R,7,上产生较大的压降，使,VS,2,导通，副绕组得电，这时电机启动运行。电动机启动完成后，主绕组电流趋于稳定,(,比启动电流小,),，,VS,2,截止，这时只有主绕组参与运行。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,2.,加热器件驱动接口,在加热器件的驱动接口中，如图所示，有以下三种接口形式：,最上面一种接口形式 当,I,O,输出低电平“,0”,时，双向晶闸管,VS,1,导通，加热丝通电加热，当单片机输出高电平“,1”,时，双向晶闸,VS,1,截止，加热丝停止加热。,中间一种接口形式 当单片机输出高电平时，晶体管,VT,1,导通，触发,VS,2,导通，加热丝加热，当单片机输出低电平时，,VT,1,、,VS,2,均截止，加热丝停止加热。,最下面一种接口形式 单片机输出高电平时，发光二极管,VD,2,无电流通过，不发光，光敏三极管,VT,2,截止，双向晶闸管,VS,3,导通，加热丝进行加热，单片机输出低电平时，,VT,2,导通，,VS,3,截止，加热丝停止加热。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,加热器件的驱动接口电路,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,2.5.4,显示器接口,在家电产品,(,如空调器等,),中，有时需显示有关状态，如温度、时间等。现在广泛应用的是发光二极管显示器,(,发光二极管七段显示器,),。,发光二极管显示器有共阴极和共阳极两种结构，如图,2-43,所示。在不同的场合可以选择相应的结构，以组成较好的逻辑系统。当显示字形时，,a,g,各段相应段应通过电流，如显示“,0,”,时，,LED,的,a,、,b,、,d,、,e,、,f,段均应通过电流，而,g,段不能通过电流。,长沙民政职业技术学院优质核心课程,制冷设备故障检测与维修,