单片机原理,接口及应用---第8章单片机典型外围接口技术

1、单片机原理、接口及应用单片机原理、接口及应用-嵌入式系统技术基础嵌入式系统技术基础第8章 单片机典型外围接口技术8.1 数模转换芯片数模转换芯片DAC0832及其接口设计及其接口设计 8.1.1 数模转换器的工作原理数模转换器的工作原理 8.1.2 D/A转换器的主要技术指标 8.1.3 数模转换芯片DAC08328.2 模数转换芯片ADC0809及其接口8.3 开关量功率接口技术 温度测控原理示意图1、CPU怎样识别模拟量？2、CPU怎样控制模拟量？传感器测温CPU决策变压器输出电炉丝加热模拟/数字转换（AD）数字/模拟转换（DA） 即模拟输出电压Uo与二进制输入信号成正比与二进制输入信号成

2、正比。但电路用到的电阻规格太多电阻规格太多，则电阻差别大，故精度不高。（一）（一）D / A转换器结构及原理转换器结构及原理单片D/A转换器的基本组成包括基准电压源、解码网络、电子开关阵列和相加运算放大器等部分，其中电阻解码网络是其核心，常用的解码网络有二进制加权电加权电阻网络阻网络和R2R梯形电阻网络梯形电阻网络。1、加权电阻网络电路、加权电阻网络电路模拟开关由相应位的二进制数码控制，当某位为1时，模拟开关与参考电压源接通，则流向求和点A的总电流为：niiiRiniiRodRUdRUI111222niiiRoodRRURIU111222、R2R梯形电阻网络电路 图中A1An各节点往右看，对地

3、的电阻值对地的电阻值均等于R。从左到右，各路电流分配规律是IR/2， IR/22，, IR/2n，则输出电压为： niiiRnnRoodRRUdddRRURIU112211112)222(即模拟输出电压Uo与二进制输入信号成正比与二进制输入信号成正比。 数 字 输 入 模 拟 输 出 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0V 0.039V 4.96V 5.00V 5.039V 9.96V若取 n=8位 Rfb = R VREF=10V满量程

4、输出电压 = VREF-VLSB2211001nREFfbinfbORBBVRRIVDiLSB（Least Significant Bit)最低有效位MSB（Most Significant Bit)最高有效位即满量程值比基准电压小一个最低有效位(LSB)的数码。8.1 数模转换芯片数模转换芯片DAC0832及其接口设计及其接口设计 8.1.1 数模转换器的工作原理 8.1.2 D/A转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标 8.1.3 数模转换芯片DAC08328.2 模数转换芯片ADC0809及其接口8.3 开关量功率接口技术 D/A是将数字量转换成模拟量的器件， D/A的输出是电压或电流

5、信号。衡量D/A性能的主要参数是： 分辨率分辨率：即输出的模拟量的最小变化量。 满刻度误差满刻度误差：即输入为全1时，实际输出电压与理 想值之差。 输出范围输出范围： 转换时间转换时间：从转换器的输入改变到输出稳定的时间 间隔。 是否容易与是否容易与CPU接口接口分辨率分辨率用“ 1LSB对应的模拟电压大小”来表示， 例若VREF= 5V，则 8位的DA转换器，分辨率为5V/ 28 = 19.5 mV 12位的DA转换器，分辨率为5V/ 212 = 4.8 mV 14位的DA转换器，分辨率为5V/ 214 = 0.3 mV因此，应根据分辨率的需要来选定DA转换器的位数转换时间转换时间是指从输入

6、数字信号起，到输出电压或电流达到稳定所需的时间。目前，10位或12位D/A转换器D转换时间一般不超过1us。8.1 数模转换芯片数模转换芯片DAC0832及其接口设计及其接口设计 8.1.1 数模转换器的工作原理 8.1.2 D/A转换器的主要技术指标 8.1.3 数模转换芯片数模转换芯片DAC08328.2 模数转换芯片ADC0809及其接口8.3 开关量功率接口技术 DAC0832电流输出型电流输出型D/A转换器转换器20只引脚8位并行输入方式分辨率19.5mV (VREF = 5V） 电流建立时间S 输入与TTL电平兼容 单一电源供电（5V15V） 低功耗，20m 一，DAC0832的结

7、构 输入锁存器+ DAC寄存器+ D/A转换器 D0D7：8位数据输入线 CS ：片选信号 WR1 ：输入锁存器写选通 WR2 ：DAC寄存器写选通 XFER ：数据传送控制信号 ILE ：数据允许锁存控制信号输入线 Iout1 ：电流输出端1，其值随DAC内容线性变化 Iout2 ：电流输出端2， Iout1+ Iout2 =常数 Rfb ：反馈输入线，改变Rfb端外接电阻调整转换满量程精度VREF ：基准电压输入线，-10 +10V VCC ：+5+15V AGND ：模拟地， DGND ：数字地，二，DAC0832的三种工作方式直通方式直通方式 两个寄存器都处于直通状态（引脚ILE1，其

8、余0）单缓冲方式单缓冲方式 一一个寄存器处于直通，另一个处于受控状态双缓冲方式双缓冲方式 两个寄存器均处于受控状态1、单缓冲方式、单缓冲方式 若应用系统中只有一路D/A转换或虽然有多路转换，但并不要求各路信号同步输出时，则采用单缓冲方式来接口。方法是：使锁存器和DAC寄存器同时接收数据。2、双缓冲方式、双缓冲方式 当多路D/A信号要求同步输出时，则采用双缓冲方式。方法是：分别使其输入锁存器接收数据；同时传送数据到其 DAC寄存器，以实现多路转换同步输出。3、直通方式、直通方式 所有控制信号均有效，适宜于连续控制时。（三）电流输出转换成电压输出（三）电流输出转换成电压输出fboutoutRIU1

9、(四）四）DAC0832与与MCS51的接口方法的接口方法直通方式直通方式 实例4-1：利用DAC输出锯齿波ILE1，其余控制脚0实例4-1程序实例4-1运行效果单缓冲方式单缓冲方式实例4-2：利用DAC输出锯齿波第一级受控,第二级直通实例4-2 程序实例4-2 运行效果双缓冲方式双缓冲方式实例4-3：利用DAC分别输出两路锯齿波（上升波和下降波）（适合于多路D/A转换同步输出的场合）DAC1和DAC2的第1级各设1个控制端，DAC1和DAC2的第2级共用1个控制端实例4-3程序实例4-3运行效果8.1 数模转换芯片DAC0832及其接口设计8.2 模数转换芯片模数转换芯片ADC0809及其接

10、口及其接口 8.2.1 逐次逼近式数模转换器的工作原理逐次逼近式数模转换器的工作原理 8.2.2 A/ D转换器的主要技术指标 8.2.3 ADC0809引脚介绍 8.2.4 ADC0809内部结构及工作时序 8.2.4 应用举例 8.3 开关量功率接口技术 将模拟量信号变换成数字量信号的元件模数转换器ADC（ Analog to Digital Converter ） ADC的种类较多，较常见的有： 计数比较式器件简单、价格便宜、转换速度慢 双斜率积分式精度高、速度慢 逐次逼近式可兼顾速度和精度逐次逼近式逐次逼近式AD转换器的工作原理转换器的工作原理基本组成：比较器、DA转换器、逐次逼近寄存

11、器、锁存缓冲器、控制逻辑单元逐次逼近式A/D转换原理然后经D/A转换成对应的模拟电压Us，送到比较器的一个输入端并与比较器另一个输入端的模拟电压Ui比较，若UsUi，则表明预设的这一数码太大，逻辑控制电路将逐次逼近寄存器的该位置0；若UsUi，则表明预设的这一数码不够大，逻辑控制电路将逐次逼近寄存器的该位保持为1，再将逐次逼近寄存器的下一位置1，其他逐次逼近A/D由比较器、D/A转换器、时钟电路、逐次逼近寄存器、逻辑控制电路、输出缓冲器等组成，它是采用逐次比较法逐次比较法来实现的。转换开始后，在逻辑控制电路控制下，时钟电路使逐次逼近寄存器的最高位置1，其他各位置0，各位仍为0，然后再经D /

12、A转换成对应的模拟电压Us，再比较以确定这一位的1是保留还是要清除。这样逐位逐位进行比较进行比较，直至直至D/A转换器输出电压转换器输出电压Us与与Ui相等或相等或Ui-Us小于最大量化误差值为止小于最大量化误差值为止。比较结束时，寄存器中所保留的代码就是与Ui相应的数字代码，从而完成了A/D转换。这种A/D只需n次操作就能完成n位的转换，转换速度较高，精度也较高，电路结构简单。从最高位开始通过试探值逐次进行测试，直到试探值经D/A转换器输出VN与VIN相等或达到允许误差范围为止。则该试探值就为A/D转换所需的数字量。8.1 数模转换芯片DAC0832及其接口设计8.2 模数转换芯片模数转换芯

13、片ADC0809及其接口及其接口 8.2.1 逐次逼近式数模转换器的工作原理 8.2.2 A/ D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标 8.2.3 ADC0809引脚介绍 8.2.4 ADC0809内部结构及工作时序 8.2.4 应用举例 8.3 开关量功率接口技术 AD转换器的技术指标主要包括：转换时间转换时间完成一次模拟量变换为数字量所需要的时 间。 逐次逼近式的典型值为1.0200s。分辨率分辨率转换器对输入电压微小变化的响应能力的度量，习惯上以输出的二进制位数表示。如8位、10位、12位、14位、16位等。 分辨率为8位，意味着它可对满量程的1/28 = 1/256的增量作出反映。

14、转换精度转换精度AD转换器实际量化值与理论输出值的差距。 精度反映的是转换后所得结果相对于实际值的准确度，而分辨率则是能对转换结果发生影响的最小输入量。量程量程所能转换的电压范围，通常为05V和010V。8.1 数模转换芯片DAC0832及其接口设计8.2 模数转换芯片模数转换芯片ADC0809及其接口及其接口 8.2.1 逐次逼近式数模转换器的工作原理 8.2.2 A/ D转换器的主要技术指标 8.2.3 ADC0809引脚介绍引脚介绍 8.2.4 ADC0809内部结构及工作时序 8.2.5 应用举例 8.3 开关量功率接口技术 28只引脚ADC0809逐次比较型模数转换芯片分辨率为位 转

15、换时间00S 工作量程为05V功耗为15m工作电压为+5V具有锁存控制的8路模拟开关输出与TTL电平兼容 8.1 数模转换芯片DAC0832及其接口设计8.2 模数转换芯片模数转换芯片ADC0809及其接口及其接口 8.2.1 逐次逼近式数模转换器的工作原理 8.2.2 A/ D转换器的主要技术指标 8.2.3 ADC0809引脚介绍 8.2.4 ADC0809内部结构及工作时序内部结构及工作时序 8.2.5 应用举例 8.3 开关量功率接口技术 8路模拟输入信号用三根地址线A,B,C选通IN0IN7；引脚START启动AD转换，CLK转换节拍，VR参考电压，EOC结束标志， OE输出使能，A

16、LE地址锁存使能ADC0809结构 : 模拟开关/ 地址译码器/ADC/ 输出锁存器工作时序控制逻辑控制逻辑 ALE产生正脉冲，锁存ADDA、ADDB、ADDC通道选通端数据，通过内部地址译码，选通对应通道 START端口输入正脉冲信号，信号的上升沿清除内部寄存器数据，下降沿启动AD转换； AD转换启动后，EOC从高电平变成低电平，在AD转换过程中，EOC保持低电平，转换结束，EOC从低变成高电平。 向OE引脚输入正脉冲，打开三态输出锁存器，内部数据输出到D0D7数据总线；MCS-51MCS-51与与ADC0809ADC0809的接口的接口 单片机如何来控制单片机如何来控制ADC?ADC? 首

17、先用指令选择首先用指令选择08090809的一个模拟输入通道，当的一个模拟输入通道，当执行执行MOVX DPTRMOVX DPTR，A A时，单片机的时，单片机的WRWR* *信号有效，产生一信号有效，产生一个个启动信号启动信号给给08090809的的STARTSTART脚，对选中通道转换。脚，对选中通道转换。 转换结束后，转换结束后，08090809发出发出转换结束转换结束EOCEOC信号信号，该信号，该信号可供查询，也可向单片机发出中断请求可供查询，也可向单片机发出中断请求; ;当执行指令：当执行指令：MOVX AMOVX A，DPTRDPTR，单片机发出，单片机发出RDRD* *信号信号

18、, ,加到加到OEOE端高电平，端高电平，把转换完毕的数字量读到把转换完毕的数字量读到A A中。中。 查询和中断控制两种工作方式。查询和中断控制两种工作方式。(1)(1)查询方式查询方式08090809与与80318031单片机的接口如图单片机的接口如图11-1611-16。端口地址：7FF87FFF ALE ALE脚的输出频率为脚的输出频率为1MHz1MHz，（时钟频率为，（时钟频率为6MHz6MHz），），经经D D触发器二分频为触发器二分频为500kHz500kHz时钟信号。时钟信号。 0809 0809输出三态锁存输出三态锁存，8 8位数据输出引脚可直接与数位数据输出引脚可直接与数据总

19、线相连。据总线相连。 引脚引脚C C、B B、A A分别与地址总线分别与地址总线A2A2、A1A1、A0A0相连，选通相连，选通IN0IN0IN7IN7中的一个。中的一个。P2.7P2.7（A15A15）作为片选信号，在启）作为片选信号，在启动动A/DA/D转换时，由转换时，由WRWR* *和和P2.7P2.7控制控制ADCADC的地址锁存和转换的地址锁存和转换启动，启动，由于由于ALEALE和和STARTSTART连在一起，因此连在一起，因此08090809在锁存通在锁存通道地址的同时，启动并进行转换道地址的同时，启动并进行转换。 读取转换结果，用读取转换结果，用RDRD* *信号和信号和P

20、2.7P2.7脚经或非后，产脚经或非后，产生的正脉冲作为生的正脉冲作为OEOE信号，用以打开三态输出锁存器信号，用以打开三态输出锁存器。 对对8 8路模拟信号轮流采样一次，采用软件延时的方路模拟信号轮流采样一次，采用软件延时的方式，并依次把结果转储到数据存储区。式，并依次把结果转储到数据存储区。MAIN:MAIN: MOV R1MOV R1，#data#data; ;置数据区首地址置数据区首地址 MOV MOV DPTR DPTR，#7FF8H;#7FF8H;端口地址送端口地址送DPTRDPTR，P2.7=0P2.7=0， ；且指向通道且指向通道IN0IN0MOVMOVR7R7，#08H#08

21、H; ;置转换的通道个数置转换的通道个数LOOP: MOVXLOOP: MOVX DPTR DPTR，A A ; ;启动启动A/DA/D转换转换MOVMOVR6R6，#0AH#0AH; ;软件延时，等待转换结束软件延时，等待转换结束DELAY: NOPDELAY: NOPNOPNOPNOPNOPDJNZDJNZR6R6，DELAYDELAYMOVXMOVXA A，DPTRDPTR; ;读取转换结果读取转换结果MOVMOVR1R1，A A; ;存储转换结果存储转换结果INCINCDPTRDPTR; ;指向下一个通道指向下一个通道INCINCR1R1; ;修改数据区指针修改数据区指针DJNZDJN

22、ZR7R7，LOOPLOOP; ;8 8个通道全采样完否？未完则继续个通道全采样完否？未完则继续(2)(2)中断方式中断方式 将图将图11-1611-16中中EOCEOC脚脚经一非门连接到经一非门连接到80318031的的INT1INT1* *脚脚即即可。转换结束时，可。转换结束时，EOCEOC发出一个脉冲向单片机提出中断发出一个脉冲向单片机提出中断申请，单片机响应中断请求，在中断服务程序读申请，单片机响应中断请求，在中断服务程序读A/DA/D结结果，并启动果，并启动08090809的下一次转换，外中断的下一次转换，外中断1 1采用跳沿触发。采用跳沿触发。程序如下：程序如下：INIT1: SE

23、TBINIT1: SETB IT1 IT1 ；外部中断外部中断1 1初始化编程初始化编程SETB SETB EAEA ；CPUCPU开中断开中断SETBSETBEX1EX1 ；选择外中断为跳沿触发方式选择外中断为跳沿触发方式MOVMOVDPTRDPTR，#7FF8H#7FF8H；端口地址送端口地址送DPTRDPTRMOVMOVA A，#00H ;#00H ;MOVXMOVXDPTRDPTR，A A；启动启动08090809对对IN0IN0通道转换通道转换 ；完成其他的工作完成其他的工作中断服务程序中断服务程序: :PINT1: MOV DPTRPINT1: MOV DPTR，#7FF8H #7

24、FF8H ；A/DA/D结果送内部结果送内部RAMRAM单元单元30H30HMOVXMOVXA A，DPTRDPTRMOVMOV30H30H，A AMOVMOVA A，#00H#00H；启动启动08090809对对IN0IN0的转换的转换MOVXMOVXDPTRDPTR，A;A;RETIRETI8.1 数模转换芯片DAC0832及其接口设计8.2 模数转换芯片模数转换芯片ADC0809及其接口及其接口 8.2.1 逐次逼近式数模转换器的工作原理 8.2.2 A/ D转换器的主要技术指标 8.2.3 ADC0809引脚介绍 8.2.4 ADC0809内部结构及工作时序 8.2.5 应用举例应用举

25、例 8.3 开关量功率接口技术 实例5：用查询法实现0通道信号采集，结果以16进制显示D0.7D0D1D2D3D4D5D6D7D7D6D5D4D3D2D1D0XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR1

26、6P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U180C51OUT121ADD B24ADD A25ADD C23VREF(+)12VREF(-)16IN31IN42IN53IN64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10OUT220OUT714OUT615OUT817OUT418OUT319IN228IN127IN026ALE22U3ADC08087%RV1R1PULLUPC130PFC230PFX1CRYSTALR910kC310uF30313

27、23334353630313233343536U3(CLOCK)A、B、C三个地址线均接地选通0通道ST（ALE）、EOC、OE分别接IO端口CLOCK接虚拟信号发生器（5KHz）实例5程序实例5运行效果8.1 数模转换芯片DAC0832及其接口设计8.2 模数转换芯片模数转换芯片ADC0809及其接口及其接口8.3 开关量功率接口技术 输出口的隔离输出口的隔离 l在单片机应用系统中，为防止现场强电磁的干扰或工频电压通过输出通道反串到测控系统，一般采用通道隔离技术。l输出通道的隔离最常用的组件是光耦合器，简称光耦。 l光电耦合器的输入侧都是发光二极管，但是输出侧有多种结构，如光敏晶体管、达林顿

28、型晶体管、TTL逻辑电路以及光敏可控硅等。l光信号作用在光敏三极管基极光电流使三极管导通，输出电信号 光电耦合器在传输脉冲信号时，对不同结构的光电耦合器的输光电耦合器在传输脉冲信号时，对不同结构的光电耦合器的输入输出延迟时间相差很大。入输出延迟时间相差很大。图图12-412-4是使用是使用4N254N25的光电耦合器接口电路图。的光电耦合器接口电路图。 （高速光耦高速光耦）4N25使两部分的电流信号独立。使两部分的电流信号独立。4N25输入输出端的最大隔离电压输入输出端的最大隔离电压2500V。1.11.1MCS-51MCS-51片内片内I/OI/O口的驱动能力口的驱动能力 工业生产现场，控制

29、对象是电磁继电器、电磁开关或可控硅、工业生产现场，控制对象是电磁继电器、电磁开关或可控硅、固态继电器和功率电子开关。固态继电器和功率电子开关。能否用能否用MCS-51MCS-51片内的片内的I/OI/O口直接驱动它们呢？口直接驱动它们呢？P0P0、P1P1、P2P2、P3P3四个口都可做输出口，但其驱动能力不同。四个口都可做输出口，但其驱动能力不同。P0P0口的驱动能力较大，当其口的驱动能力较大，当其输出高电平输出高电平时，可提供时，可提供400400 A A的电流；的电流；当其当其输出低电平输出低电平（0.45V0.45V）时，则可提供）时，则可提供3.2mA3.2mA的灌电流，如的灌电流，

30、如低电平允许提高，灌电流可相应加大。低电平允许提高，灌电流可相应加大。P1P1、P2P2、P3P3口的每一位只能驱动口的每一位只能驱动4 4个个LSTTLLSTTL，即可提供的电流只，即可提供的电流只有有P0P0口的一半。口的一半。所以，所以，任何一个口要想获得较大的驱动能力，只能用低电平输任何一个口要想获得较大的驱动能力，只能用低电平输出。出。80318031通常要用通常要用P0P0、P2P2口作访问外部存储器用，所以只能口作访问外部存储器用，所以只能用用P1P1、P3P3口作输出口。口作输出口。P1P1、P3P3口的驱动能力有限，在低电平口的驱动能力有限，在低电平输出时，一般也只能提供不到

31、输出时，一般也只能提供不到2mA2mA的灌电流，通常要加总线驱的灌电流，通常要加总线驱动器或其它驱动电路。动器或其它驱动电路。1.21.2继电器输出接口继电器输出接口 不同的继电器，允许驱动电流也不一样。对于需要较不同的继电器，允许驱动电流也不一样。对于需要较大驱动电流的继电器，可以采用达林顿输出的光耦大驱动电流的继电器，可以采用达林顿输出的光耦直接驱动；也可以在光耦与继电器之间再加一级三直接驱动；也可以在光耦与继电器之间再加一级三极管驱动。极管驱动。由于继电器的控制线圈有一定的电感，在关断瞬间会由于继电器的控制线圈有一定的电感，在关断瞬间会产生较大的反电势，因此在继电器的线圈上常常反产生较大

32、的反电势，因此在继电器的线圈上常常反向并联一个二极管用于电感反向放电，以保护驱动向并联一个二极管用于电感反向放电，以保护驱动晶体管不被击穿。晶体管不被击穿。 二极管二极管D的作用是保护晶体管的作用是保护晶体管T。原理如下：。原理如下：当继电器当继电器J吸合时，二极管吸合时，二极管D截止，不影响电路工作。继电器释放时，由于继截止，不影响电路工作。继电器释放时，由于继电器线圈存在电感，这时晶体管电器线圈存在电感，这时晶体管T已经截止，所以会在线圈的两端产生较高的已经截止，所以会在线圈的两端产生较高的感应电压，极性是上负下正。感应电压，极性是上负下正。2.3 MCS-512.3 MCS-51与晶闸管

33、的接口与晶闸管的接口1. 1. 单向晶闸管单向晶闸管晶闸管习惯上称可控硅（整流元件），英文名为晶闸管习惯上称可控硅（整流元件），英文名为Silicon Silicon Controlled RectifierControlled Rectifier，简写成，简写成SCRSCR，这是一种，这是一种大功率半导体大功率半导体器件器件，它既有单向导电的整流作用，又有可以控制的开关作，它既有单向导电的整流作用，又有可以控制的开关作用。利用它可用较小的功率控制较大的功率。在交、直流电用。利用它可用较小的功率控制较大的功率。在交、直流电动机调速系统、调功系统、随动系统和无触点开关等方面均动机调速系统、调功系

34、统、随动系统和无触点开关等方面均获得广泛的应用，如下图示，有三个电极：阳极获得广泛的应用，如下图示，有三个电极：阳极A A、阴极、阴极C C、控制极（门极）控制极（门极）G G。当其两端加上正向电压而控制极不加电压时，晶闸管并不导通，当其两端加上正向电压而控制极不加电压时，晶闸管并不导通，正向电流很小，处于正向阻断状态；当加上正向电压，且控正向电流很小，处于正向阻断状态；当加上正向电压，且控制极上（与阴极间）也加上一正向电压时，晶闸管便进入导制极上（与阴极间）也加上一正向电压时，晶闸管便进入导通状态，这时管压降很小（通状态，这时管压降很小（1V1V左右）。这时即使控制电压消左右）。这时即使控制

35、电压消失，仍能保持导通状态，所以控制电压没有必要一直存在，失，仍能保持导通状态，所以控制电压没有必要一直存在，通常采用脉冲形式，以降低触发功耗。它不具有自关断能力，通常采用脉冲形式，以降低触发功耗。它不具有自关断能力，要切断负载电流，只有使阳极电流减小到维持电流以下，或要切断负载电流，只有使阳极电流减小到维持电流以下，或加上反向电压实现关断。若在交流回路中应用，当电流过零加上反向电压实现关断。若在交流回路中应用，当电流过零和进入负半周时，自动关断，为了使其再次导通，必须重加和进入负半周时，自动关断，为了使其再次导通，必须重加控制信号。控制信号。2. 双向晶闸管双向晶闸管晶闸管应用于交流电路控制

36、时，如图晶闸管应用于交流电路控制时，如图12-1012-10所示。所示。 采用两个器件反并联，以保证电流能沿正反两个方向流通。采用两个器件反并联，以保证电流能沿正反两个方向流通。 如把两只反并联的如把两只反并联的SCRSCR制作在同一片硅片上，便构成双向可控硅，制作在同一片硅片上，便构成双向可控硅，控制极共用一个，使电路大大简化，其特性如下：控制极共用一个，使电路大大简化，其特性如下： 控制极控制极G G上无信号时，上无信号时，A A1 1、A A2 2之间呈高阻抗，管子截止。之间呈高阻抗，管子截止。 V VA1A2A1A21.5V1.5V时，不论极性如何，便可利用时，不论极性如何，便可利用G

37、 G触发电流控制其触发电流控制其导通。导通。工作于交流时，当每一半周交替时，纯阻负载一般能恢复截工作于交流时，当每一半周交替时，纯阻负载一般能恢复截止；但在感性负载情况下，电流相位滞后于电压，电流过止；但在感性负载情况下，电流相位滞后于电压，电流过零，可能反向电压超过转折电压，使管子反向导通。所以，零，可能反向电压超过转折电压，使管子反向导通。所以，要求管子能承受这种反向电压，而且一般要加要求管子能承受这种反向电压，而且一般要加RCRC吸收回路。吸收回路。A A1 1、A A2 2可调换使用，触发极性可正可负，但触发电流有差异。可调换使用，触发极性可正可负，但触发电流有差异。双向晶闸管具有双向

38、导通功能，能在交流、大电流场双向晶闸管具有双向导通功能，能在交流、大电流场合使用，且开关无触点，因此在工业控制领域有着合使用，且开关无触点，因此在工业控制领域有着极为广泛的应用。极为广泛的应用。 3.3.光耦合双向可控硅驱动器光耦合双向可控硅驱动器 传统的双向晶闸管隔离驱动电路的设计，是采用一般的光传统的双向晶闸管隔离驱动电路的设计，是采用一般的光隔离器和三极管驱动电路。现在已有与之配套的光隔离器产隔离器和三极管驱动电路。现在已有与之配套的光隔离器产品。这种器件称为光耦合双向晶闸管驱动器，与一般的光耦品。这种器件称为光耦合双向晶闸管驱动器，与一般的光耦不同，在于其不同，在于其输出部分是一硅光敏

39、双向晶闸管输出部分是一硅光敏双向晶闸管有的型号的光耦合双向可控硅驱动器还带有过零检测器，以有的型号的光耦合双向可控硅驱动器还带有过零检测器，以保证在电压为零（接近于零）时才触发可控硅导通，如保证在电压为零（接近于零）时才触发可控硅导通，如MOC3030/31/32MOC3030/31/32（用于（用于115V115V交流），交流），MOC3040/41MOC3040/41（用于（用于220V220V交流）。图交流）。图12-1212-12为这类光耦驱动器与双向可控硅的典型电为这类光耦驱动器与双向可控硅的典型电路。路。在使用晶闸管的控制电路中，常要求晶闸管在电源电压为零在使用晶闸管的控制电路中，常要求晶闸管在电源电压为零或刚过零时触发晶闸管，来减少晶闸管在导通时对电源的或刚过零时触发晶闸管，来减少晶闸管在导通时对电源的影响。这种触发方式称为影响。这种触发方式称为过零触发过零触发。过零触发需要过零检。过零触发需要过零检测电路，有些光电耦合器内部含有测电路，有些光电耦合器内部含有过零检测电路过零检测电路，如，如MOC3061MOC3061双向晶闸管触发电路。图双向晶闸管触发电路。图12-1312-13是使用是使用 MOC3061MOC3061双双向晶闸管的过零触发电路。向晶闸管的过零触发电路。 4.4.固态继