用單片機驅動電磁式繼電器的方法

電磁繼電器是在在輸入電路內電流的作用下，由機械部件的相對運動產生預定響應的一種繼電器。
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)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)改變取決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，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，能夠為控制電路起到良好的電氣隔離作用。當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，從而產生電磁效應，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，從而達到了在電路中的接通、切斷的開關目的。

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參數。。。

圖1

HK4100F電磁繼電器 主要技術參數：

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 地： 中國寧波
觸點參數：
觸點形式：1C（SPDT）
觸點負載： 3A 220V AC/30V DC
阻 抗： ≤100mΩ
額定電流： 3A
電氣壽命：≥10萬次
機械壽命：≥1000萬次

線圈參數：
阻值(士10%)： 120Ω
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：≥100MΩ
線圈與觸點間耐壓：4000VAC/1分鐘
觸點與觸點間耐壓：750VAC/1分鐘

一、繼電器驅動原理

下圖2是S51增強型單片機實驗板上HK4100F繼電器驅動電路原理圖，三極管T5的基極B接到單片機的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點。當繼電器吸合的時候，1－2將接通，相當于開關閉合。因此我們就可以在端子1－2上接線來控制其他電路了。
驅動原理：

1、當AT89S51單片機的P3.6引腳輸出低電平時，三極管T5飽和導通，＋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，相當于開關閉合。

2、當AT89S51單片機的P3.6引腳輸出高電平時，三極管T5截止，繼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，相當于開關斷開。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生一個較高電壓的感應電動勢，線圈產生的感應電動勢則可以通過二極管IN4148釋放，從而保護了三極管免被擊穿，也消除了感應電動勢對其他電路的干擾，這就是二極管D1的保護作用。

二、繼電器驅動程序

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 ;跳轉到初始化程序

ORG 0033H
START: MOV SP,#50H ;SP初始化
MOV P3,#0FFH ;端口初始化

MAIN: CLR P3.6 ;P3.6輸出低電平，繼電器吸合
ACALL DELAY ;延時保持一段時間
SETB P3.6 ;P3.6輸出高電平，繼電器釋放
ACALL DELAY ;延時保持一段時間
AJMP MAIN ;返回重復循環(huán)

DELAY: MOV R1,#20 ;延時子程序
Y1: MOV R2,#100
Y2: MOV R3,#228
DJNZ R3,$
DJNZ R2,Y2
DJNZ R1,Y1
RET ;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驅動實驗板上的繼電器吸合延時1S后釋放。。。“嘀噠”地響個不停，繼電器普遍的指示燈也在閃爍，繼電器輸出接點也就跟著繼電器的動作而反復通斷開關了。

下面程序驅動繼電器采用了CPL位取反指令，程序的運行結果完全相同：

ORG 0000H
AJMP START ;跳轉到初始化程序

ORG 0033H
START: MOV SP,#50H ;SP初始化
MOV P3,#0FFH ;端口初始化

MAIN: CPL P3.6 ;P3.6輸出電平翻轉，繼電器狀態(tài)改變
ACALL DELAY ;延時保持一段時間
AJMP MAIN ;返回重復循環(huán)

DELAY: MOV R1,#20 ;延時子程序
Y1: MOV R2,#100
Y2: MOV R3,#228
DJNZ R3,$
DJNZ R2,Y2
DJNZ R1,Y1
RET ;延時子程序返回

END