1、單片機接口電路,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,單片機與家用電器的接口電路,單片機要接受來自家用電器的各種狀態(tài)信號，同時又將控制信號送出，以驅(qū)動有關部件工作，因此接口非常重要。本節(jié)重點介紹單片機與家用電器之間的輸入、輸出接口，顯示接口，功率驅(qū)動接口和磁控管接口電路的工作原理。,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,2.5.1輸入信號接口,1.開關信號接口 (1) 門或蓋開關接口

2、 開關信號主要來自電冰箱、洗衣機、微波爐、電烤箱等的門開關或蓋開關，其接口電路較為簡單（如圖所示）。當單片機μPD7566內(nèi)部有上拉電阻時，外部電阻R可以不接。當單片機檢測到門開關或蓋開關閉合時,輸入電平為0，控制家用電器工作。否則，輸入電平為1，家用電器停止工作。,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,(2)過壓、過流信號接口,在家電產(chǎn)品中，有時需對負載能力和輸出控制電路的電壓進行控制，以免引

3、起家電產(chǎn)品的損壞。過壓信號接口的原理圖如圖，過流信號接口與過壓信號接口的差別是過流信號接口電路用電流互感器TB代替了過壓信號接口的變壓器T。,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,2.模擬信號接口,(1)溫度信號接口 在電熱器具、制冷空調(diào)等家電產(chǎn)品中，一般采用熱敏三極管對溫度進行檢測。溫度信號為模擬信號，需要轉換為數(shù)字信號才能用單片機進行處理，因此通常要選用含有A／D轉換器的單片機。某些

4、單片機中，用比較器的輸入端接收檢測到的模擬信號，若單片機中無A／D轉換和比較器時，可用定時計數(shù)器接收模擬溫度信號，但溫度檢測電路需有模擬／頻率轉換功能。,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,2) 溫度信號的模擬接口電路 溫度信號的模擬接口電路如圖2-30所示，MTSl02為測溫三極管，比較器A1為阻抗匹配器，比較器A2為一反相放大器，這樣A2輸出端UOUT就可接到單片機的A／D輸入端，利用單片機內(nèi)部的A／D轉換器

5、將模擬信號轉換為數(shù)字信號。對于常用的單片機pPD7566，其接口如左圖所示。對于電冰箱、空調(diào)器的控制，可利用熱敏電阻進行測溫，熱敏電阻直接連接在pPD7566的比較器Cin0～Cin3輸入端,如右圖所示。,,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,3) 溫度信號的頻率接口 溫度信號的頻率接口電路如圖2-33所示，在該電路中，R4為限流電阻，可使VT2(MTSl02)集電極電流為0.1mA，以保

6、證VT2(MTSl02)處于較好的測溫狀態(tài)，脈沖發(fā)生器由電阻R2、R3、電位器RP1、RP2、電容C1和單結晶體管VT1組成,脈沖頻率與RC回路和單結晶體管VT1的峰值電壓有關，MTSl02對溫度檢測后，將溫度值轉換成一定頻率的脈沖，再送入單片機的I／O接口或定時計數(shù)器。此種接口電路可在電冰箱、空調(diào)器中得到應用。,,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,(2)給定信號模擬接口 用電位器RP選定給定值,直接

7、送入單片機的A/D輸入端,如左圖所示。 (3)過流信號模擬接口 此接口與開關信號輸入接口中的過流信號接口相似,如右圖所示,圖中OP為運算放大器。,,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,2.5.2 輸出信號接口,1.開關信號輸出接口開關信號接口可直接驅(qū)動發(fā)光二極管、繼電器、晶體管或晶閘管等，如圖所示。當單片機μPD7566的I／O線P90輸出高電平時，流經(jīng)發(fā)光二極管VD的電流極小，不能發(fā)光，當P90輸出

8、低電平時，流經(jīng)VD的電流達10mA，故VD發(fā)光。此端口灌入電流可達15mA，輸出電壓9V，具有較強的負載能力。,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,2.數(shù)字信號輸出接口,(1)數(shù)字顯示碼的輸出接口 單片機I／O線直接到LED顯示器的陰極，LED顯示器采用共陽極方式，如圖所示。這是由于單片機的I／O線可允許10mA的灌入電流，而拉出電流僅5mA。,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,(2

9、)鍵盤掃描碼的輸出接口,在鍵盤掃描碼的輸出接口電路中，Pl00～P102 I/O線是掃描碼的輸出端，P10～P13I／O線用于接收鍵盤的按鍵信號，如左圖所示。(3) D／A轉換的數(shù)字輸出接口 在單片機控制的家用電器中，為進行數(shù)字／模擬信號的轉換，一般將數(shù)字送到 I／O接口，而在端口外加電阻解碼網(wǎng)絡(T型網(wǎng)絡)來產(chǎn)生模擬信號。在D／A轉換的數(shù)字輸出接口中，Pl00用于輸出數(shù)字的最高位，P103用于輸出數(shù)字的最低位。如右圖所示。

10、,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,2.5.3功率驅(qū)動接口,單片機是微電子器件，輸出的信號功率很小，要驅(qū)動大功率的加熱元件(如電飯鍋中的加熱元件等)和電動機(如洗衣機中的洗滌與脫水電動機，電冰箱與空調(diào)器的壓縮機電動機等)，就需要兩者相互匹配的中間電路，此種電路就是功率驅(qū)動接口。,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,1.電動機驅(qū)動接口,(1)開關控制方式 電冰箱與空調(diào)器中，壓縮機的工作

11、是由電動機帶動的，因負載較大，在低速運行時易燒壞電動機。因而壓縮機電動機的控制采用開關方式。在壓縮機電動機的控制接口電路中，有兩種控制接口電路；直接邏輯電平耦合電路和光電耦合電路，如右圖所示,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,(2)調(diào)壓控制方式,空調(diào)器中的風扇電動機、落地扇等，可以利用調(diào)壓控制方式調(diào)節(jié)電動機轉速。此方式的接口電路如圖所示。圖中，上面—種是典型的電容運轉電動機調(diào)速電路。主要由光電耦合器OC1、雙

12、向晶閘管VS，和電動機M1組成。下面一種接口同上面一種基本相同，但電動機啟動電路不一樣：當VS2導通后，流經(jīng)電動機主繞組電流較大，在R7上產(chǎn)生較大的壓降，使VS2導通，副繞組得電，這時電機啟動運行。電動機啟動完成后，主繞組電流趨于穩(wěn)定(比啟動電流小)，VS2截止，這時只有主繞組參與運行。,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,2.加熱器件驅(qū)動接口,在加熱器件的驅(qū)動接口中，如圖所示，有以下三種接口形式：最上面一種接

13、口形式 當I／O輸出低電平“0”時，雙向晶閘管VS1導通，加熱絲通電加熱，當單片機輸出高電平“1”時，雙向晶閘VS1截止，加熱絲停止加熱。中間一種接口形式 當單片機輸出高電平時，晶體管VT1導通，觸發(fā)VS2導通，加熱絲加熱，當單片機輸出低電平時，VT1、VS2均截止，加熱絲停止加熱。最下面一種接口形式 單片機輸出高電平時，發(fā)光二極管VD2無電流通過，不發(fā)光，光敏三極管 VT2截止，雙向晶閘管VS3導通，加熱絲進行加熱，單片機輸

14、出低電平時，VT2導通，VS3截止，加熱絲停止加熱。,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,加熱器件的驅(qū)動接口電路,,,長沙民政職業(yè)技術學院優(yōu)質(zhì)核心課程,制冷設備故障檢測與維修,2.5.4 顯示器接口,在家電產(chǎn)品(如空調(diào)器等)中，有時需顯示有關狀態(tài)，如溫度、時間等。現(xiàn)在廣泛應用的是發(fā)光二極管顯示器(發(fā)光二極管七段顯示器)。 發(fā)光二極管顯示器有共陰極和共陽極兩種結構，如圖2-43所示。在不同的場合可以選擇相應的