單片機(jī)驅(qū)動電磁式繼電器的方法

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(jī)、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(hù)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(jī)械部件的相對運(yùn)動產(chǎn)生預(yù)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(dāng)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(dāng)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(dá)到了在電路中的接通、切斷的開關(guān)目的。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，能夠為控制電路起到良好的電氣隔離作用。當(dāng)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

4、，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(dāng)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(dá)到了在電路中的接通、切斷的開關(guān)目的。下面是一個小型信號繼電器HK4100F-DC5V-SH的實物照片和主要技術(shù)參數(shù)。HK4100F電磁繼電器主要技術(shù)參數(shù)：品 牌 ：匯科（HUI KE）型 號 ： HK4100F-DC5V-SH外形尺寸（mm）： 10.5*15.5*11.8mm（W*L*H）重 量 ： 3.5g產(chǎn) 地： 中國寧波觸點參數(shù)：

5、觸點形式：1C（SPDT）觸點負(fù)載： 3A 220V AC/30V DC阻 抗： 100m額定電流： 3A電氣壽命：10萬次機(jī)械壽命：1000萬次線圈參數(shù)：阻值(士10%)： 120 線圈功耗：0.2W 額定電壓：DC 5V 吸合電壓：DC 3.75V 釋放電壓：DC 0.5V 工作溫度：-25+70 絕緣電阻：100M 線圈與觸點間耐壓：4000VAC/1分鐘 觸點與觸點間耐壓：750VAC/1分鐘圖 1        一、繼電器驅(qū)動原理       

6、下圖2是S51增強(qiáng)型單片機(jī)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(jī)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(dāng)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

7、點。當(dāng)繼電器吸合的時候，12將接通，相當(dāng)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(dāng)AT89S51單片機(jī)的P3.6引腳輸出低電平時，三極管T5飽和導(dǎo)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(dāng)于開關(guān)閉合。        2、當(dāng)AT89S51單片機(jī)的P3.6引腳輸出高電平時，三極管T5截止，繼

8、電器線圈兩端沒有電位差，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(dāng)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(hù)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(hù)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

9、地吸合、釋放動作，程序很簡單。程序流程圖繼電器控制ASM源程序：            ORG        0000H            AJMP       START      &

10、#160;      ;跳轉(zhuǎn)到初始化程序            ORG        0033HSTART:      MOV        SP,#50H        

11、;    ;SP初始化            MOV        P3,#0FFH           ;端口初始化MAIN:       CLR       

12、; P3.6               ;P3.6輸出低電平，繼電器吸合            ACALL      DELAY              ;延時保持一

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

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

15、60;  ;返回重復(fù)循環(huán)DELAY:      MOV        R1,#20             ;延時子程序Y1:         MOV        R2,#100Y2: &

16、#160;       MOV        R3,#228            DJNZ       R3,$            DJNZ   

17、0;   R2,Y2            DJNZ       R1,Y1            RET                &

18、#160;      ;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(biāo)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(jī)驅(qū)動實驗板上的繼電器吸合延時1S后釋放?！班?噠”地響個不停，繼電器普遍的指示燈也在閃爍，繼電器

19、輸出接點也就跟著繼電器的動作而反復(fù)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(yùn)行結(jié)果完全相同：            ORG        0000H            AJMP  

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

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

22、160;    CPL        P3.6               ;P3.6輸出電平翻轉(zhuǎn)，繼電器狀態(tài)改變            ACALL      DELAY  

23、60;           ;延時保持一段時間            AJMP       MAIN               ;返回重復(fù)循環(huán)DELAY:   

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

25、; MOV        R3,#228            DJNZ       R3,$            DJNZ       R2,Y2   &#

26、160;        DJNZ       R1,Y1            RET                       ;延時子

27、程序返回            END-51單片機(jī)如何驅(qū)動12V的繼電器？直接用單片機(jī)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(jī)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(dǎo)通，而且極有可能

28、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(jī)的5V電源和地分開，否則，單片機(jī)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(fù)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)的很高的反壓，保護(hù)驅(qū)動三級管或其他驅(qū)動繼電器的器件。-繼電器的正確使用 1、繼電器額定工作電壓的選擇 繼電器額定工作電壓是繼電器最主要的一項技術(shù)參數(shù)。在使用繼電器時，應(yīng)該首先考慮所在電路(即繼

29、電器線圈所在的電路)的工作電壓，繼電器的額定工作電壓應(yīng)等于所在電路的工作電壓。一般所在電路的工作電壓是繼電器額定工作電壓的0.86。注意所在電路的工件電壓千萬不能超過繼電器額定工作電壓，否則繼電器線圈容易燒毀。另外，有些集成電路，例如NE555電路是可以直接驅(qū)動繼電器工作的，而有些集成電路，例如COMS電路輸出電流小，需要加一級晶體管放大電路方可驅(qū)動繼電器，這就應(yīng)考慮晶體管輸出電流應(yīng)大于繼電器的額定工作電流。 2、觸點負(fù)載的選擇 觸點負(fù)載是指觸點的承受能力。繼電器的觸點在轉(zhuǎn)換時可承受一定的電壓和電流。所以在使用繼電器時，應(yīng)考慮加在觸點上的電壓和通過觸點的電流不能超過該繼電器的觸點負(fù)載能力。例如，有一繼電器的觸點負(fù)載為28V(DC)×10A，表明該繼電器觸點只能工作在直流電壓