蓝桥杯单片机学习2——蜂鸣器和继电器

我们上次做了一个流水灯,这次我们来尝试一下控制蜂鸣器和继电器
话不多说,我们直接看原理图

这里我先来看然后控制继电器,想要控制继电器那我们就要先知道怎么继电器的工作原理

继电器

[注]这个m1应该是在触点的上方。

对应到原理图上就是这样子,原理图上的RELAY—SPOT就是电磁铁,当N Relay为低电平时,电磁铁会对衔铁产生一个吸引力使得衔铁与m2接触,这个时候继电器就打开了,并且由于衔铁上接了GND,所以L10这个灯就会被点亮。

总结:当N RELAY这个端口为低电平时,继电器开始工作,L10被点亮

蜂鸣器

讲完继电器,我们来讲一讲蜂鸣器,相信玩过51单片机的小伙伴对蜂鸣器应该不会陌生,原理图上它的原理图很简单,只需要再蜂鸣器的两端给一个高低电平就可以让它工作,这里只需要给N BUZZER一个低电平就可以让蜂鸣器响起。

总结,我们要要控制蜂鸣器和继电器只需要在N RELAY和N BUZZER上输出一个低电平就可以做到,但他们又是通过一个ULN2003输出的,所以我要有必要来了解一下ULN2003

ULN2003

ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,用它做成的电路具有以下特点:
增益高(大于1000)、带负载能力强(输出电流大于500mA)、温度范围宽(-40~85℃)、工作电压高(大于50V)。

它的引脚图是可以看到他的内部是由七个非门组成的,当在输入端输入1时,会在对应的输出端输出0,反之则输出1


这里我们来分析一下它内部的工作原理:

  • 当IN输入低电平时,两个三极管不导通,OUT的电压为VCC输出为1;
  • 但IN输入高电平时,两个三极管都导通,且OUT电压近似为0,输出为低电平,且由于两个三极管的连续放大作用(这样两个三极管共同组合成的管子也叫做达林顿管)使得OUT端输出的电平驱动能力很强,可以达到500mA的级别,使其驱动蜂鸣器和继电器。
  • 到这里我们就算理清了,如何去控制蜂鸣器和继电器了
    大概逻辑就是:138译码器—>74HC573—>ULN2003—>蜂鸣器/继电器。
    如果有对138译码器和74HC573锁存器不理解的同学,可以参照我的上一篇文章:《关于我用蓝桥杯的板子点了个灯这件事

    代码实现

    #include <STC15F2K60S2.H>
    #include "Relay.h"
    
    sbit LS138_A = P2^5;
    sbit LS138_B = P2^6;
    sbit LS138_C = P2^7;
    sbit Relay = P0^4;			//继电器,为1时打开继电器,且上电默认值为1
    sbit BEEP = P0^6;			//蜂鸣器,写1时打开,且上电默认值为1
    void Init(void)			//初始化函数,完成HC138的初始化,设置蜂鸣器关闭,继电器打开
    {
    	LS138_A = LS138_B = LS138_C = 0;
    	LS138_A = LS138_C = 1;
    	Relay=1;
    	BEEP=0;
    	LS138_A = LS138_B = LS138_C = 0;
    }
    void RelayChange(void)
    {
    	LS138_A = LS138_C = 1;
    	Relay=~Relay;
    	BEEP=~BEEP;
    	LS138_A = LS138_B = LS138_C = 0;
    }
    void Delay500ms()		//@11.0592MHz,延时函数
    {
    	unsigned char i, j, k;
    	
    	i = 22;
    	j = 3;
    	k = 227;
    	do
    	{
    		do
    		{
    			while (--k);
    		} while (--j);
    	} while (--i);
    }
    
    void main()
    {
    	Init();							//初始化
    	while(1)
    	{
    		Delay500ms();				//延时函数
    		RelayChange();				//改变蜂鸣器和继电器的工作状态
    	}
    }
    

    代码逻辑也挺简单的,大家自行看一下就会了,最后效果的话就是:蜂鸣器和继电器会以500ms为间隔交替工作,继电器工作瞬间,会有明显的哒的一声,并且L10开始亮起。

    总结

    控制继电器和蜂鸣器的方法其实和控制LED类似,但是由于51单片机IO口的驱动能力不是很强,灌电流可以达到20mA左右,但是拉电流却很小(就一两个mA的样子),无法直接用于驱动蜂鸣器和继电器,所有需要通过ULN2003来驱动。

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