用單片機驅(qū)動電磁式繼電器

1、在各種自動控制設(shè)備中，都存在一個低壓的自動控制電路與高壓電氣電路的互相連接問題，一方面要使低壓的電子電路的控制信號能夠控制高壓電氣電路的執(zhí)行元件，如電動機、電磁鐵、電燈等；另一方面又要為電子線路的電氣電路提供良好的電隔離，以保護電子電路和人身的安全，電磁式繼電器便能完成這一橋梁作用。 電磁繼電器是在在輸入電路內(nèi)電流的作用下，由機械部件的相對運動產(chǎn)生預定響應(yīng)的一種繼電器。 它包括直流電磁繼電器、交流電磁繼電器、磁保持繼電器、極化繼電器、舌簧繼電器,節(jié)能功率繼電器。 (1)直流電磁繼電器：輸入電路中的控制電流為直流的電磁繼電器。 (2)交流電磁繼電器：輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器。 (3

2、)磁保持繼電器：將磁鋼引入磁回路，繼電器線圈斷電后，繼電器的銜鐵仍能保持在線圈通電時的狀態(tài)，具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)。 (4)極化繼電器：狀態(tài)改變?nèi)Q于輸入激勵量極性的一種直流繼電器。 (5)舌簧繼電器：利用密封在管內(nèi)，具有觸點簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧的動作來開、閉或轉(zhuǎn)換線路的繼電器。 (6)節(jié)能功率繼電器:輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器,但它的電流大(一般30-100A),體積小, 節(jié)電功能.        電磁式繼電器一般由控制線圈、鐵芯、銜鐵、觸點簧片等組成，控制線圈和接點組之間是相互絕緣的，因此，能夠為控制電路起

3、到良好的電氣隔離作用。當我們在繼電器的線圈兩頭加上其線圈的額定的電壓時，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的接通、切斷的開關(guān)目的。        一、繼電器驅(qū)動原理        下圖2是S51增強

4、型單片機實驗板上HK4100F繼電器驅(qū)動電路原理圖，三極管T5的基極B接到單片機的P3.6，三極管的發(fā)射極E接到繼電器線圈的一端，線圈的另一端接到5V電源VCC上；繼電器線圈兩端并接一個二極管IN4148，用于吸收釋放繼電器線圈斷電時產(chǎn)生的反向電動勢，防止反向電勢擊穿三極管T5及干擾其他電路；R3和發(fā)光二極管LED9組成一個繼電器狀態(tài)指示電路，當繼電器吸合的時候，LED9點亮，這樣就可以直觀的看到繼電器狀態(tài)了。HK4100F電磁繼電器驅(qū)動原理圖圖 2注：上面圖中所示，CN2的1、2、3為繼電器輸出接線端子，其中1接到繼電器的常開接點，2接到繼電器的動接點，3接到繼電器的常閉接點。當繼電器吸合的

5、時候，12將接通，相當于開關(guān)閉合。因此我們就可以在端子12上接線來控制其他電路了。      驅(qū)動原理：        1、當AT89S51單片機的P3.6引腳輸出低電平時，三極管T5飽和導通，5V電源加到繼電器線圈兩端，繼電器吸合，同時狀態(tài)指示的發(fā)光二極管也點亮，繼電器的常開觸點閉合，相當于開關(guān)閉合。        2、當AT89S51單片機的P3.6引腳輸出高電平時，三極管T5截止，繼電器線圈兩端沒有電

6、位差，繼電器銜鐵釋放，同時狀態(tài)指示的發(fā)光二極管也熄滅，繼電器的常開觸點釋放，相當于開關(guān)斷開。注：在三極管截止的瞬間，由于線圈中的電流不能突變?yōu)榱?，繼電器線圈兩端會產(chǎn)生一個較高電壓的感應(yīng)電動勢，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢則可以通過二極管IN4148釋放，從而保護了三極管免被擊穿，也消除了感應(yīng)電動勢對其他電路的干擾，這就是二極管D1的保護作用。        二、繼電器驅(qū)動程序        下面給出了一個簡單的繼電器控制實驗源程序，控制繼電器不停地吸合、釋放動作，

7、程序很簡單。程序流程圖繼電器控制ASM源程序：            ORG        0000H            AJMP       START       

8、0;     ;跳轉(zhuǎn)到初始化程序            ORG        0033HSTART:      MOV        SP,#50H         &#

9、160;  ;SP初始化            MOV        P3,#0FFH           ;端口初始化MAIN:       CLR        P3.6

10、60;              ;P3.6輸出低電平，繼電器吸合            ACALL      DELAY              ;延時保持一段時間 

11、           SETB       P3.6               ;P3.6輸出高電平，繼電器釋放            ACALL   

12、60;  DELAY              ;延時保持一段時間             AJMP       MAIN              

13、 ;返回重復循環(huán)DELAY:      MOV        R1,#20             ;延時子程序Y1:         MOV        R2,#100Y2:  

14、0;      MOV        R3,#228            DJNZ       R3,$            DJNZ     &

15、#160; R2,Y2            DJNZ       R1,Y1            RET                 

16、0;     ;延時子程序返回            END圖 3        在Keil C51中新建工程jdq，輸入上面的源程序，通過編譯后得到HEX格式的燒寫目標文件jdq.hex，將該文件使用ISP編程器燒寫到AT89S51芯片上，然后我們就可以看到單片機驅(qū)動實驗板上的繼電器吸合延時1S后釋放。“嘀 噠”地響個不停，繼電器普遍的指示燈也在閃爍，繼電器輸出接點也就跟著繼

17、電器的動作而反復通斷開關(guān)了。        下面程序驅(qū)動繼電器采用了CPL位取反指令，程序的運行結(jié)果完全相同：            ORG        0000H            AJMP   

18、60;   START             ;跳轉(zhuǎn)到初始化程序            ORG        0033HSTART:      MOV      

19、60; SP,#50H            ;SP初始化            MOV        P3,#0FFH           ;端口初始化MAIN:    

20、;   CPL        P3.6               ;P3.6輸出電平翻轉(zhuǎn)，繼電器狀態(tài)改變            ACALL      DELAY    

21、          ;延時保持一段時間            AJMP       MAIN               ;返回重復循環(huán)DELAY:    &#

22、160; MOV        R1,#20             ;延時子程序Y1:         MOV        R2,#100Y2:         MOV

23、0;       R3,#228            DJNZ       R3,$            DJNZ       R2,Y2     

24、;       DJNZ       R1,Y1            RET                       ;延時子程序返回 

25、;           END-51單片機如何驅(qū)動12V的繼電器？直接用單片機的端口加一支三級管是不能驅(qū)動繼電器的。圖（a）所示的電路，乍一看似乎能夠工作，但存在兩個問題：一是剛開機是80C51的I/O為高電平，可能出現(xiàn)繼電器不期望的開啟；二是驅(qū)動繼電器需要80C51的I/O輸出高電平，而80C51的I/O輸出高電平時的驅(qū)動能力很弱，繼電器工作不能可靠地開啟或關(guān)閉。圖（b）所示的電路則根本不能工作，不論80C51的I/O輸出高電平（5V）或低電平，三級管T都將導通，而且極有可能損壞80C51的I/O口。圖（c）所示的電路則可以較正常地工作，但要注意12V電源和地的走線要與單片機的5V電源和地分開，否則，單片機極易受繼電器的影響而不能可靠地工作。圖（d）所示的電路采用了光電耦合器來驅(qū)動和隔離繼電器，因而是具有實際應(yīng)用價值的電路，工作比較可靠。如果光電耦合器提供的電流不夠時，可以增加一支NPN的三級管與之構(gòu)成復合管。圖中的二極管D是起續(xù)流作用，可以防止在切斷繼電器線圈中的電流時出現(xiàn)的很高的反