單片機課程設(shè)計IO口的擴展與應(yīng)用

1、單片機課程設(shè)計寶雞文理學(xué)院單片機技術(shù)課程設(shè)計說明書i/o口的擴展與應(yīng)用目 錄1. 概述錯誤！未定義書簽。2. 分項說明錯誤！未定義書簽。2.1 xxxxxx錯誤！未定義書簽。2.2 xxxxxx錯誤！未定義書簽。3. 分項說明錯誤！未定義書簽。3.1 xxxxxx錯誤！未定義書簽。3.2 xxxxxx錯誤！未定義書簽。4. 結(jié)束語錯誤！未定義書簽。參考文獻錯誤！未定義書簽。附 錄錯誤！未定義書簽。附錄1：程序清單錯誤！未定義書簽。附錄2：設(shè)計圖紙錯誤！未定義書簽。附錄3：元器件目錄表錯誤！未定義書簽。注：整個設(shè)計說明書撰寫完畢之后，請對目錄域做以下修改：1. 目錄更新：右擊以上目錄域，選“更新

2、域”“更新整個目錄”；2. 目錄格式更改：生成的目錄是5號字，必須修改，方法如下：(1) 選中目錄域的全部區(qū)域；(2) 將字體改為小4號字體；(3) 將段落的行間距改為固定值18磅。（文檔完成后請將注文刪除課題名稱：i/o口的擴展與應(yīng)用1.概念1.1課題名稱概述：在單片機家族的眾多成員中，mcs-51系列單片機以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)、高可靠性和高性價比,占領(lǐng)了工業(yè)測控和自動化工程應(yīng)用的主要市場，并成為國內(nèi)單片機應(yīng)用領(lǐng)域中的主流機型。mcs-51單片機的并行口有p0、p1、p2和p3，由于p0口是地址數(shù)據(jù)總線口，p2口是高8位地址線，p3口具有第二功能，這樣，真正可以作為雙向io口應(yīng)用的就只

3、有p1口了。這在大多數(shù)應(yīng)用中是不夠的，因此，大部分mcs-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計都不可避免的需要對p0口進行擴展。在較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)（尤其是工業(yè)控制系統(tǒng)，如可編程控制器）中，經(jīng)常需要擴展i/o口。常用的i/o接口芯片有74hc系列鎖存器/寄存器、8255和8155等。同時要求可編程并行i/o應(yīng)具有以下功能：（1）具有緩沖、鎖存功能的數(shù)據(jù)端口每個端口都具有與cpu交換必須的狀態(tài)和控制信息，也具有與外設(shè)交換必須的狀態(tài)和控制信息(的握手信號)（2）具有中斷方式實現(xiàn)i/o的有關(guān)電路（3）片選和連接控制電路（4）可通過cpu對芯片的編程，選擇數(shù)據(jù)端口、數(shù)據(jù)傳送方向，選擇查詢或中斷通信方式8255是in

4、tel公司生產(chǎn)的可編程并行i/o接口芯片，有3個8位并行i/o口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。8255a可編程并行輸入/輸出接口芯片是intel公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)外圍接口電路。具有40條引腳，采用雙列直插式封裝。它有a、b、c 三個端口，可以通過編程的方法來設(shè)定端口的各種i/o功能。由于它功能強，又能方便地與各種微機系統(tǒng)相接，而且在連接外部設(shè)備時通常不需要再附加外部電路，所以得到了廣泛的應(yīng)用。單片機由ram、rom、cpu構(gòu)成，定時，計數(shù)和多種接口于一體的微型控制器。它體

5、積小，成本低，功能強，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動化上。而51系列單片機是個單片機中最為典型和最有代表的一種。這次課程設(shè)計通過對它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，從而達到學(xué)習(xí)、設(shè)計、開發(fā)軟、硬件的能力。本次設(shè)計主要設(shè)計了一個基于8051單片機來擴展外圍芯片，實現(xiàn)相應(yīng)的功能，通過編寫相應(yīng)程序來控制51單片機，進而實現(xiàn)按鍵采集和功能。1.2課題設(shè)計目的：（1）進一步熟悉和掌握單片機的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）鞏固和加深對單片機原理知識的理解，提高學(xué)生綜合運用課程所學(xué)知識的能力及相應(yīng)得自學(xué)能力，并初步建立起開發(fā)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)概念和整體設(shè)計的思想。（3）通過課程設(shè)計，掌握以單片機核心的電路設(shè)計的基本方法和技術(shù)，了解相關(guān)

6、電路參數(shù)的計算方法。（4）通過實際程序設(shè)計和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)計方法和調(diào)試技術(shù)。（5）通過完成一個包括電路設(shè)計和程序開發(fā)的完整過程，使自己了解開發(fā)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的全過程，為今后從事設(shè)計開發(fā)工作打下基礎(chǔ)。（6）掌握單片機的接口技術(shù)和常用擴展接口芯片如8255等的外特性、使用及控制方法，熟悉匯編程序設(shè)計方法，能夠達到熟練調(diào)試程序的程度。（7）根據(jù)個人的設(shè)計調(diào)試過程，按照課程設(shè)計報告的規(guī)范撰寫設(shè)計要求。1.3課題設(shè)計要求：結(jié)合51單片機，8255,、74ls373等芯片完成單片機設(shè)計。根據(jù)設(shè)計原理圖、程序流程圖、編寫程序并調(diào)試，說明所設(shè)計電路的功能，以及各個功能模塊的作用。原理圖設(shè)計要求：該

7、圖設(shè)計要符合項目的工作原理，連線要正確。圖中所使用的元件要合理選用，器件參數(shù)要正確標(biāo)明。cpu、外圍器件、擴展接口、輸入輸出裝置要一應(yīng)俱全。程序設(shè)計要求：寫程序是要根據(jù)要求將總體功能分解成若干個子功能模塊，每個功能模塊完成一個特定的功能。根據(jù)總體要求及分解的功能模塊，確定各功能模塊之間的關(guān)系，設(shè)計出完整的程序流程圖。編寫程序，并執(zhí)行該程序進行調(diào)試，檢查該程序、是否達到設(shè)計要求，若未達到，修改程序，直到達到要求為止。1.4課題設(shè)計內(nèi)容：在較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)（尤其是工業(yè)控制系統(tǒng)，如可編程控制器）中，經(jīng)常需要擴展i/o口。常用的i/o接口芯片有74hc系列鎖存器/寄存器、8255和8155等。825

8、5是intel公司生產(chǎn)的可編程并行i/o接口芯片，有3個8位并行i/o口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。在熟悉和掌握單片機的結(jié)構(gòu)及工作原理的條件下，按擴展8255接口芯片的硬件要求，讀取a口上8個按鍵的開關(guān)狀態(tài)，b口輸出數(shù)據(jù)并且驅(qū)動發(fā)光二極管顯示按鍵狀態(tài)。c口經(jīng)光電隔離驅(qū)動220v40w交流白灼燈（與發(fā)光二極管狀態(tài)一致），設(shè)計出相應(yīng)的電路原理圖及程序圖。最后在仿真軟件上調(diào)試并運行正確。1.5課題設(shè)計思路：在實驗臺上8255的三個通道pa0pa7；pb0pb7；pc0pc

9、7都有引出插孔可以與其它電路連接。所設(shè)計的系統(tǒng)功能為：讀取a口上8個按鍵的開關(guān)狀態(tài)，b口輸出數(shù)據(jù)并且驅(qū)動發(fā)光二極管顯示按鍵狀態(tài)。c口經(jīng)光電隔離驅(qū)動220v40w交流白灼燈（與發(fā)光二極管狀態(tài)一致）課題設(shè)計步驟：（1）選擇符合要求的芯片，了解該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理（2）按要求設(shè)計出原理圖所包含的模塊，大致有控制模塊、擴展模塊等（3）把設(shè)計好的各個模塊用導(dǎo)線連接起來，使之成為一個能夠控制的整體（4）編寫與原理圖相對內(nèi)應(yīng)的程序，通過韋福軟件檢查程序的正確性（5）在仿真軟件中進行調(diào)試，調(diào)試正確后打印出原理圖和程序1.6設(shè)計方案論證：根據(jù)設(shè)計內(nèi)容要求，提出了如下三種方案：方案一：8255是intel公司生

10、產(chǎn)的可編程并行i/o接口芯片，有3個8位并行i/o口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。如圖1-1所示。p0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7wrrdrdwrresetcsa1a0d7d6d5d4d3d2d1d0papbpc8255a8031alegoed7d6d5d4d3d2d1d0q7q6q5q4q3q2q1q0ea74ls373方案一：8255a與單片機的連接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖方案二：在80c51單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，采用74hc系列的鎖存器和觸發(fā)器通

11、過p0口也可以構(gòu)成各種類型的輸入/輸出接口，這種i/o口具有電路簡單、成本低、配置靈活方便等優(yōu)點。故在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中也被廣泛采用。方案三：利用ttl芯片、coms鎖存器、三態(tài)門等接口芯片把p0接口擴展，常選用74ls273、74ls373、74ls244等芯片在p2.0為0時，74ls244和74ls273都全被選通，二者的口地址都為feffh(這個地址不是唯一的，只要保證p2.0=0，其他地址位無關(guān))。由于分別受/rd和/wr控制，因而兩個信號不可能同時為0（執(zhí)行輸入指令，如movx a,dptr或movx a,ri時，/rd有效；執(zhí)行輸出指令，如movx dptr,a或movx ri時，

12、/wr有效），所以邏輯上二者不會發(fā)生沖突。1.7課題預(yù)期成果：當(dāng)一接口為高電平時，與之相對應(yīng)的按鍵被按下，二極管導(dǎo)通發(fā)光，白熾燈被點亮。例如當(dāng)在仿真軟件中設(shè)置a口的第三個按鍵狀態(tài)為高電平時，相對應(yīng)的有原理圖中a口的第三個按鍵被按下，同時b口第三個發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，c口的交流白熾燈點亮。1.8課題設(shè)計價值：（1）通過這個課程設(shè)計使自己進一步熟悉和掌握了單片機的結(jié)構(gòu)與工作原理（2）鞏固和加深了對單片機知識的理解，提高了綜合運用能力（3）初步建立了單片機系統(tǒng)概念和整體模塊的設(shè)計思想（4）編寫程序時要根據(jù)要求將總體功能分解成若干個子模塊，設(shè)計出完整的程序流程圖（5）本次課程設(shè)計實現(xiàn)了8255芯片i/

13、o的擴展與運用，掌握了i/o口的控制邏輯（6）了解了查詢方式與中斷方式的比較，輸入輸出信號的可靠性及保護2、分頁說明系統(tǒng)硬件設(shè)計基于單片機對8255芯片i/o口的擴展與應(yīng)用，設(shè)計的控制原理圖如圖2-1所示。系統(tǒng)由電源控制模塊、譯碼器模塊、擴展模塊、光電隔離驅(qū)動模塊四個部分組成。2.1電源控制模塊電源控制模塊電路如圖2-2所示，主控器采用at89c51。引腳如圖2-3所示。圖2-2 電源控制模塊電路at89c51是一種帶4k字節(jié)flash存儲器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電壓、高性能cmos 8位微處理器，俗

14、稱單片機。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。at89c51主要特性：（1）與mcs-51 兼容 （2）4k字節(jié)可編程flash存儲器 （3）壽命：1000寫/擦循環(huán) （4）數(shù)據(jù)保留時間：10年 （5）全靜態(tài)工作：

15、0hz-24mhz （6）三級程序存儲器鎖定 （7）1288位內(nèi)部ram （8）32可編程i/o線 （9）兩個16位定時器/計數(shù)器 （10）5個中斷源 （11）可編程串行通道 （12）低功耗的閑置和掉電模式 （13）片內(nèi)振蕩器和時鐘電路at89c51管腳說明：vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0口：p0口為一個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。 p1口：p1

16、口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上

17、拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 p3口：p3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。 p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷0） p3.3 /int1（外部中斷1） p3.4 t0（記時器0

18、外部輸入） p3.5 t1（記時器1外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） p3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持rst腳兩個機器周期的高電平時間。 ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在

19、sfr8eh地址上置0。此時， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。 /psen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/psen信號將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。 x

20、tal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 xtal2：來自反向振蕩器的輸出。at89c51振蕩器特性：xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，xtal2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。2.2譯碼器模塊譯碼器模塊電路如圖2-4所示，采用74ls373元器件。引腳如圖2-5所示。74ls373是常用的地址鎖存器芯片，它實質(zhì)是一個是帶三態(tài)緩沖輸出的8d觸發(fā)器，在單片機系統(tǒng)中為了擴展外部存儲器，

21、通常需要一塊74ls373芯片。74ls373引腳：(1) 1腳是輸出使能(oe),是低電平有效,當(dāng)1腳是高電平時,不管輸入3、4、7、8、13、14、17、18如何,也不管11腳(鎖存控制端,g)如何,輸出2(q0)、5(q1)、6(q2)、9(q3)、12(q4)、15(q5)、16(q6)、19(q7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)(或者叫浮空)。(2)當(dāng)1腳是低電平時,只要11腳(鎖存控制端,g)上出現(xiàn)一個下降沿,輸出2(q0)、5(q1)、6(q2)、9(q3)、12(q4)、15(q5)、16(q6)、19(q7)立即呈現(xiàn)輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的狀態(tài)。鎖存端le 由高變低時

22、，輸出端8 位信息被鎖存，直到le 端再次有效。 當(dāng)三態(tài)門使能信號oe為低電平時，三態(tài)門導(dǎo)通，允許q0q7輸出，oe為高電平時，輸出懸空。當(dāng)74ls373用作地址鎖存器時，應(yīng)使oe為低電平，此時鎖存使能端c為高電平時，輸出q0q7 狀態(tài)與輸入端d1d7狀態(tài)相同；當(dāng)c發(fā)生負的跳變時，輸入端d0d7 數(shù)據(jù)鎖入q0q7。51單片機的ale信號可以直接與74ls373的c連接。74ls373 的輸出端 o0o7 可直接與總線相連。 當(dāng)三態(tài)允許控制端 oe 為低電平時，o0o7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負載或總線。當(dāng) oe 為高電平時，o0o7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內(nèi)部的

23、邏輯操作不受影響。 當(dāng)鎖存允許端 le 為高電平時，o 隨數(shù)據(jù) d 而變。當(dāng) le 為低電平時，o 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) le 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mv。 引出端符號： d0d7 數(shù)據(jù)輸入端 oe 三態(tài)允許控制端（低電平有效） le 鎖存允許端 o0o7 輸出端 74ls373真值表如下： dnleoeonhhlhlhllxllq0xxh高阻態(tài)圖2-4譯碼器模塊電路2.3擴展模塊擴展模塊電路如圖2-6所示，采用8255元器件。引腳如圖2-7所示。8255概述：8255是intel公司生產(chǎn)的可編程并行i/o接口芯片，有3個8位并行i/o口。具

24、有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。 8255作為主機與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機相連的3個總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時必須具有與外設(shè)連接的接口a、b、c口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個部分：與cpu連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。 8255引腳功能：reset:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有i/o口均被置成輸入方式。 cs：芯片選擇信號線，當(dāng)這個輸入引腳為

25、低電平時,即/cs=0時,表示芯片被選中，允許8255與cpu進行通訊；cs=1時,8255無法與cpu做數(shù)據(jù)傳輸. rd：讀信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時,即/rd=0且/cs=0時,允許8255通過數(shù)據(jù)總線向cpu發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即cpu從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。 wr:寫入信號，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時,即/wr=0且/cs=0時,允許cpu將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。 d0d7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與cpu數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)cpu 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。 pa0pa7:端口a輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存

26、器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 pb0pb7:端口b輸入輸出線，一個8位的i/o鎖存器， 一個8位的輸入輸出緩沖器。 pc0pc7:端口c輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口c可以通過工作方式設(shè)定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口a和端口b配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。 a1,a0:地址選擇線,用來選擇8255的pa口,pb口,pc口和控制寄存器。 當(dāng)a1=0，a0=0時,pa口被選擇 當(dāng)a1=0,a0=1時,pb口被選擇 當(dāng)a1=1,a0=0時,pc口被選擇當(dāng)a1=1，a0=1時,控制寄

27、存器被選擇圖2-6擴展模塊電路8255a的編程控制字2.4光電隔離驅(qū)動模塊光電隔離驅(qū)動模塊電路如圖2-7所示。過程通道是系統(tǒng)輸入、輸出以及單片機之間進行信息傳輸?shù)耐緩?。抑制過程通道的干擾主要是采用觀點隔離技術(shù)。光電耦合器（optical coupler，英文縮寫為oc）亦稱光耦合器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（led），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進一步

28、放大后輸出。這就完成了電光電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。 光耦合器的主要優(yōu)點是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電

29、平轉(zhuǎn)換、級間耦合、驅(qū)動電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(ssr)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機接口中。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達到精密。光電隔離的實現(xiàn):1、adc、dac通常采用將adc、dac與單片機之間的電氣聯(lián)系切斷。（1）對a/d、d/a變換前后的模擬信號進行隔離，是常用的一種方法。（2）在i/o與a/d、d/a之間進行數(shù)字隔離圖2-7光電隔離驅(qū)動模塊電路2、開關(guān)量隔離常用的開關(guān)量隔離器件有繼電器、光電隔離器、光電隔離固態(tài)繼電器。用繼電器對開光量進行隔離時，要考慮到繼電器線包的反電動勢的影響，驅(qū)動電路的器件必須能耐高壓。為了吸收繼電器線包的反電動勢，通常在線包兩端并聯(lián)一個二極管。對于開關(guān)量的輸入，一般用電流傳輸?shù)姆椒ā?、分頁說明系統(tǒng)軟件說明i/o口擴展與應(yīng)用的控制系統(tǒng)主要分為