单片机驱动继电器使用的几种芯片工作原理

    继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。在大多数的情况下，继电器就是一个电磁铁，这个电磁铁的衔铁可以闭合或断开一个或数个接触点。当电磁铁的绕组中有电流通过时，衔铁被电磁铁吸引，因而就改变了触点的状态。继电器一般可以分为电磁式继电器、热敏干簧继电器、固态继电器等。增强型PIC实验板上配置的继电器如图1所示。 电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

    热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。

    固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。

图1 继电器实物图

    固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。在此，我们以电磁继电器为例，介绍其用法。

    继电器的控制电路

    在单片机系统中继电器的控制一般通过一个三极管来驱动。

    继电器的一般驱动电路

    继电器电路中一般都要在继电器的线圈两头加一个二极管以吸收继电器线圈断电时产生的反电势，防止干扰。上图中AB为常开触点，AC为常闭触点。当控制信号为高电平时，继电器常开触点吸合(AB导通)，当控制信号为低电平时，继电器常开触点断开常闭触点吸合(AC导通)。控制信号极性正好相反，本书配套实验板上就是采用这个电路。

    单片机控制继电器

    从实验板原理图中，我们可以看到，单片机RD6脚与一个PNP型三极管基极相连，经三极管电流放大后，直接驱动继电器，继电器的开和关完全由三极管的基极电平进行控制。当单片机RD6口输出高电平，PNP型三极管截止，这时继电器不工作;反之为低电平的话，PNP型三极管导通，继电器得电吸合。

    注：在实验中一定要注意安全

    在掌握了继电器的工作原理和驱动方法后我们来看一个单片机控制继电器开合从而控制电灯的例子。实验板上的电路原理图如下，读者可以将继电器的触点引出，用来控制220V的电灯(虚线右边部分)。将220V市由AD端输入，继电器控制电灯的亮灭。如左图右侧绿色接线端子即为板载继电器的常开、常闭端。

    #include

    void delay_1ms(void)

    {

    unsigned int n;

    for(n=0;n<50;n++)

    {

    NOP();

    }

    }

    void delay_ms(unsigned int time)

    {

    for(;time>0;time--)

    {

    delay_1ms();

    }

    }

    void main(void)

    {

    TRISD=0X00;

    while(1)

    {

    PORTD=0x00;

    delay_ms(1000);

    PORTD=0x40;

    delay_ms(1000);

    }

    }

     以上实验程序为继电器每隔1秒时间闭合、断开一次。