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单片机89C52的I/O引脚驱动负载能力是非常有限的,比如P1~P3端口其引脚的带动负载能力只有4个TTL门电路,每个最大的灌电流只有15毫安、对于P0口来说虽然它是双向三态I/O口,最大允许灌电流才有26毫安,对需要控制一些大电压(十几伏)、大电流(几十至上百毫安)的负载不能用直接接在单片机I/O口上,必须要用一些电压型驱动器件(MOS管)或者电流型驱动器件(三极管)去驱动这些功率上比较大的元器件。
用专用集成驱芯片来提高单片机驱动能力的方法
在单片机中,我们常常可以看到单片机来控制多位数码管,比如电子钟所用到的数码管多达十几只,这些数码管所需的电流值是十分可观的,如果驱动器的能力差,显示器的亮度就会降低,如果驱动器长期在超负荷状态下运行就容易损坏,这时如何提高单片机的驱动能力就显得十分重要。我们常见的可以用驱动芯片来驱动这些LED显示器件。比如可以用位驱动器DM8836或者集成驱动芯片ULN2003A、ULN2803等。
如上图是常用的小型步进电机驱动芯片ULN2003,它是高电压大电流的驱动芯片,最大电流可以达到500毫安,电压可以达到30伏,用这种芯片可以对高速大功率的器件进行驱动。
用场效应管或者三极管来提高单片机的驱动能力
在单片机控制驱动中我们经常可以看到用场效应管或者三极管来驱动单个的大功率器件,比如继电器、蜂鸣器、扬声器、小型直流电机等,有的用的是NPN型的三极管比如S8050、2N3904等,使用这种管子一般要在单片机I/O上加上拉电阻,不加上拉电阻的话可以用PNP的三极管,比如9012、8550、9015等,如果所驱动负载电流很大,就要用大功率的三极管 。下面我们以通用型的继电器为例,假设5V继电器的线圈所需的工作电流为80mA,那肯定不能通过单片机直接驱动,我们选用三极管就就能达到控制的目的。单片机的P口与三极管的基极连接,只需单片机端口高电平信号就可以对继电器进行控制,它的驱动电流由VCC5伏提供,三极管提供回路,从而实现了单片机驱动大功率负载的要求,如下图所示。
用专用芯片对点阵电路进行驱动来提高单片机的驱动能力
在驱动控制LED点阵电路中我们经常用到专用电路芯片 。 比如可以用74HC138芯片,它也被称为3—8线译码器,它的基本作用就是将3位地址译码成8选1的低电平有效输出端。因此它有3条地址线(A0、A1、A2)和8条输出线(Y0~Y7),另有三条片选端(两条为低电平有效,另一条为高电平有效)。有时也可以用74HC595芯片,它被称为8位串入串出及并出移位寄存器。它由一个8位串行移位寄存器和一个带3态并行输出的8位D型锁存器组成。该移位寄存器接受串行数据和提供串行输出。移位寄存器还向8位锁存器提供并行数据。移位寄存器和锁存器具有单独的时钟输入端。下面我们以138译码器为例举出一个点阵驱动电路。
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