Уточним, что микроконтроллером могут управляться оптроц самых разных типов, в том числе и содержащие фотосимистор1 Принцип управления от этого не изменяется. На рис. 3.4 показац схема управления через симисторные оптроны (МОС3040 цщ МОС3041 фирмы Motorola) током нагрузки до 8 А.

Нагрузка

Сеть 220V

Рис. 3.4

Управление нагрузкой с помощью фотосимиаора Управление реле

Некоторые специалисты по электронике не используют реле, считая их устаревшими компонентами, но во многих устройствах реле незаменимы. Это почти идеальные переключатели, которыми легко управлять и которые обеспечивают превосходную гальваническую развязку между схемой и нагрузкой. Кроме того, реле постоянно совершенствуются: повышается их надежность, уменьшаются размеры. В использовании реле вместе с микроконтроллерами нет. таким образом, ничего анахроничного.

Принцип управления реле очень близок к принципу управления светодиодами. Но учитывая, что даже самые маленькие реле потребляют ток значительной силы, для управления ими требуется внешний транзисторный усилитель. Поэтому, как и в случае со светодиодами, при подключении не более четырех реле лучше использовать отдельные транзисторы, а при большем количестве - микросхемы ULN2003 или ULN2803, выходные токи которых (500 мА) позволяют управля-ь реле любого типа.

Поскольку реле - компоненты индуктивные, не надо забывать о защитном диоде, включенном в обратном направлении параллельно

гке, как это показано на рис. 3.5. Напом-что в используемых микросхемах уже

+5...+30V

стоят:

защитные диоды.

)(отя есть реле с напряжением питания 5 В, то этого значения бывает недостаточно. V оавление реле с большим напряжением успешно осуществляется схемами с транзис- пами или с микросхемами ULN2003 или 1;LN2803. Схемы, изображенные на рис. 3.5 и 3.6, предназначены именно для такого случая и могут управлять реле со стабилизированным или нестабилизированным напря-

2N2222A

Рис. 3.5

Использование тронзиаорного усилителя для управления реле

ясением, которое для первой схемы (с транзистором) не превышает 30 В, а для второй (с ULN2003 или ULN2803) - 50 В.

RXo RX 1 RX2 RXj RX4 RX5 RXe RX7

+5...+50V

Рис. 3.6

Управление несколькми реле

Прямое управление нагрузкой,

питающейся от источника постоянного напряжения

Ри коммутации больших токов в цепи питания микроконтроллера могут оказаться значительные помехи, влияющие на его работу.

питаемой постоянным током.

есмотря на это здесь приводится схема управления мощной нагруз-

+ 5...+80V

Рис. 3-7

MJ3001

Чтобы такая схема успешно ф>1псц5 нировала, достаточно включить в мощный составной транзистор vum inijj ргльную схему, обеспечивающто больщ усиление потоку Схема, приведеннаяна рис. 3.7, использует ИС типа MJ3001 фцр. мы Motorola (но подойдет и любая апало-гичная). Управлять ей можно через лю-бой порт любого микроконтроллер PIC16СХХ, при этом схема обеспечивает коммутацию тока нагрузки величиной до 10 А.

Если нагрузка индуктивная (например, реле или электродвигатели), необходимо подключить защитный диод. При утгравлении двигателями целесообразно использовать типов}то схему фильтра, включающую дроссели и конденсаторы, поскольку во время работы двигателя неизбежны сильные импульсные помехи. Конкретная схема фильтра и номиналы ее элементов должны выбираться в зависимости от характеристик двигателя.

Управление нагрузкой, питающейся отиаочника поаоянного напряжения

RXo RX 1 RX2 RX3 rx4 RXs RXe RX7

,Рис-3.8 ,. ,

Упровление светодиодным семиеегментным индикатором

Управление светодиодным цифровым индикотором

Цифровой светодиодный индикатор представляет собой несколько объединенных в одном корпусе одиночных светодиодов. Поэтому принципы управления цифровым светодиодным индикатором и простым светодиодом аналогичны. В зависимости от количества индикаторов могут применяться различные варианты схем )Т1равления.

Если надо управлять только одним индикатором и имеется достаточное количество портов микроконтроллера, можно применить схему, изображенную на рис. 3.8. Сегменты индикатора управляются каждым портом напрямую. Если индикатор требует значительных токов (из-за большого размера или необходимости обеспечить яркое свечение) , лучше включить в схему усилитель.

Если вам нужна индикация с несколькими цифровыми разрядами, придется использовать динамическое управление, предполагаюхдес быстр)то коммутацию индицируемых разрядов (временное )Т1лотне-ние). Динамическое управление экономит порты микроконтроллера-Общий принцип работы такой схемы представлен на рис. 3.9.

9>

4,7кП

4,70

4,7кП

4.7kfi

-[IZb-

RAO RBO RA-; RB RA2 RB2 RA3 RB3 RB4 RB5 RB6 RE7

PIC16CXX

0 b с d e f g DP

Рис. 3.9

Динамическое управпение многоразрядными светодиодными индикаторами

Начало

Код 1-0 цифрв б порт В

RA0=1

Задержка

Окончание

Рис. 3.10

Временная диаграмма работы динамичеаого инцикоторс

Сегменты индикаторов всегда управляются восьмью линиями параллельного порта (напря. мую или через соответствующие усилители), в то время как объединенные катоды (общие катоды) по очереди коммутируются транзисторами через другой порт. Могут быть использованы и индикаторы с общим анодом, при условии замены в схеме транзисторов п-р-п на транзисторы р-п-р и соединении их эмиттеров не с н}левым потенциалом, а с плюсом питания.

Временная диаграмма управления динамической индикацией приведена на рис. 3.10. Порт В в этом случае используется для управления ce ментами, управление цифрами ведется через порт А. Индикация цифр осуществляется поочередно, за счет переключения соответствующих разрядов порта А. Для нормального функционирования индикатора микроконтроллер должен обеспечить достаточную частоту переключения цифр, которая не была бы заметна для глаз (не менее 40 Гц, то есть время цикла должно быть не более 25 мс).

Пример программы динамической индикации чисел от 0000 до 9999 приведен в листинге 3.2. Для того чтобы вы смогли наблюдать смен) индикации, счет осуществляется с частотой 1 Гц.

Листинг 3.2

;***************************************************** ******************** ** -***

Эта программа предназначена для динамического управления четырьмя семисегментньми светодиодными индикаторами.

Она выполняет счет чисел от 0000 до 9999 с интервалом в одну секунду. Обновление индикации осуществляется с циклом в 20 мс, при этом каждая цифра светится в течение 5 мс. Частота переключений задается таймером (RTCC). работающим в режиме прерывания с периодом 5 мс.

Программа соответствует инструкции по применению AN557 фирмы Microchip.

************************** ********

LIST Р=16С71 . F=INHXeM

TempC

TenipE

Count

HsdTime

LsdTinie

OptionReg

Start

loop

InltFbrts

Частота тактового генератора PIC-микроконтроллера составляет 4,096 МГц, частота внутреннего тактового генератора 1,024 МГц. За счет делителя на 32 инкрементирование RTCC происходит каждые 31,25 мкс. Модуль счета RTCC равен 96. что соответствует периоду прерывания в 5 мс.