【蓝桥杯单片机】1.2 蜂鸣器和继电器_蓝桥杯板子蜂鸣器引脚-爱代码爱编程

序言

通过对LED的学习，相信大家的对74HC138译码器和74HC573锁存器有了较为详细的了解,但是只对其中的一个74HC573锁存器进行了学习，此次我们会学习控制蜂鸣器的继电器的锁存器，同时也会对在74HC138译码器上选择74HC573锁存器的选择代码进行优化处理。

让我们开始吧~

一、实物图

图中左侧的为蜂鸣器模块，右侧为L10（继电器吸合时点亮，断开时关闭）。

特别注意：红色箭头所指内容为继电器和蜂鸣器开关，记得要把键帽插在ON上。

二、原理图及硬件部分

此处可以得知，控制蜂鸣器引脚（BUZZ）和继电器引脚（RELAY）的锁是“Y5” 。

1. 74HC573锁存器的功能

1. 数据存储：573锁存器可以将输入的数据在时钟信号的作用下暂时存储起来，以便后续处理或输出。

2. 数据输出控制：当时钟信号到来时，锁存器会将存储的数据输出，实现对数据输出的控制。这对于确保数据在特定时刻得到正确输出非常重要。

3. 并行数据传输：573锁存器通常具有多个并行输入和输出引脚，可以实现并行数据的传输，适用于需要处理多个数据信号的场合。

4. 时序控制：通过控制时钟信号的频率和时序，可以精确地控制数据存储和输出的时间，确保系统的稳定性和可靠性。

2.  74HC573锁存器的使用

数据输入端（D1~D8）的输入=数据输出端（Q1~Q8）的输出，且输出端的电平状态不影响输入端。

3.ULN2003达林顿管

（1）特点

ULN2003芯片具有以下特点：

1. 多通道输出：ULN2003芯片具有7个高电压、高电流输出通道，每个通道都有一个达林顿对输出。这使得它能够同时控制多个负载。

2. 达林顿对输出：每个输出通道都包含了一个达林顿对，它是一种高效率的电流放大器，能够承受较高的负载电流。

3. 内部反向电压保护二极管：ULN2003芯片的每个输出引脚都内置了反向电压保护二极管，用于保护输出引脚免受感性负载的损害。

4. 大功率能力：ULN2003芯片能够承受较高的电流和电压，适用于驱动各种类型的高功率负载，如继电器、步进电机等。

（2）功能

1. 电流放大和负载驱动：ULN2003内部集成了7个达林顿对输出，能够提供高电流放大和电流输出，使其适合驱动各种高功率负载，如继电器、步进电机等。

2. 多通道控制：ULN2003具有7个输出通道，每个通道都可以独立控制，这使得它可以同时控制多个负载，提高了系统的灵活性和多功能性。

3. 电压反向保护：每个输出通道都内置了反向电压保护二极管，可以保护输出引脚免受感性负载的损害，提高了系统的稳定性和可靠性。

4. 适应性强：ULN2003能够承受较高的电流和电压，适用于各种工业和消费电子应用，如汽车电子、家电控制、机器人等领域。

5. 简化电路设计：ULN2003的集成设计简化了电路设计过程，减少了外部元件的数量和复杂性，降低了系统成本并提高了系统的可靠性。

 此处，我们可以直接将其理解为“非门”。

三、代码部分

1. 选择锁存器

在LED部分中我们学习了74HC138译码器的使用（详情见我的作品：1.1LED流水灯http://t.csdnimg.cn/nBlFU）。

例如此处我们选择Y5通道对应的锁存器：

sbit HC138_A2=P2^7;    //重新定义HC138_A2连接P27引脚
sbit HC138_A1=P2^6;    //重新定义HC138_A1连接P26引脚
sbit HC138_A0=P2^5;    //重新定义HC138_A0连接P25引脚

void SelectHC573()//定义函数名称
{
    HC138_A2=1;   //P2^7引脚输出高电平1
    HC138_A1=0;   //P2^6引脚输出高电平0
    HC138_A0=1;   //P2^5引脚输出高电平1
}

如此对应的二进制数为：101，即十进制数5，因此选择了Y5通道。

2. 74HC138译码器代码优化

在前文中我们说过如此写代码过于冗杂，此处我们对代码进行优化。

首先我们先观察一下74HC138译码器的原理图：

(1) 由图中我们可以得知A、B、C所对于的引脚分别为P25、P26、P27，因此我们只对这三个引脚进行赋值，以免造成不必要的错误。

P2=P2 & 0x1f； //0001 1111

(2) 然后，我们将高三位的值清0（即P25，P26，P27），然后第五位保持不变，我们在此基础上对高三位进行赋值。

若：A2、A1、A0组成的二进制数为100，即十进制数4，因此选择通道4

若：A2、A1、A0组成的二进制数为101，即十进制数5，因此选择通道5

若：A2、A1、A0组成的二进制数为110，即十进制数6，因此选择通道6

若：A2、A1、A0组成的二进制数为111，即十进制数7，因此选择通道7

(3) 将二进制某一位上的数字置“1” ，我们通常使用“或”（|）操作。此处举例我们所选的为Y4：

P2= P2 | 0x80; //P2 | 1000 0000

此时P2的高三位的值为100，十进制数为4（此处我们已将P2的高三位单独拿出来分析，因此读者不必纠结实际上P2的值）

（4）因此我们可以延伸写出其他寄存器的选择：

void SelectHC573(unsigned char n)  //定义函数，调用时写入需要调用的寄存器号
{
    switch(n)
    {
        case 4:
            P2=(P2 & 0x1f) | 0x80;  //选择寄存器4 (100)
        break;
        case 5:
            P2=(P2 & 0x1f) | 0xa0;  //选择寄存器5 (101)
        break;
        case 6:
            P2=(P2 & 0x1f) | 0xc0;  //选择寄存器6 (110)
        break;
        case 7:
            P2=(P2 & 0x1f) | 0xe0;  //选择寄存器7 (111)
        break;
    }
}

至此我们74HC138译码器的优化代码已完成（后续会有更进一步的优化）。

3.继电器和蜂鸣器的使用

首先我们选择其对应的寄存器：

SelectHC573(5);

由原理图可知，我们若想在BUZZ处输出高电平，则需要ULN2003达林顿管输出高电平，因此74HC573锁存器输出低电平，即P06口输出低电平、

P0=0x40; //1011 1111 蜂鸣器工作

同样，我们打开继电器，则需使P04口输入低电平

P0=0x10; //1110 1111 继电器工作

 这样，继电器和蜂鸣器都可以工作了！

四、代码纯享版

此处写一个先打开蜂鸣器，一段时间后关闭，再打开继电器，一段时间后关闭。

#include <STC15F2K60S2.H>  //引入头文件
void SelectHC573(unsigned char n)  //定义函数，调用时写入需要调用的寄存器号
{
    switch(n)
    {
        case 4:
            P2=(P2 & 0x1f) | 0x80;  //选择寄存器4 (100)
        break;
        case 5:
            P2=(P2 & 0x1f) | 0xa0;  //选择寄存器5 (101)
        break;
        case 6:
            P2=(P2 & 0x1f) | 0xc0;  //选择寄存器6 (110)
        break;
        case 7:
            P2=(P2 & 0x1f) | 0xe0;  //选择寄存器7 (111)
        break;
    }
}

void Delay(unsigned int t)
{
    while(t--);
}

void main()
{
    SelectHC573(5);    //选择寄存器
    while(1)
    {
        P0=0x40;       //打开蜂鸣器
        Delay(60000);
        P0=0x40;       //关闭蜂鸣器
        Delay(60000);
        P0=0x10;       //打开继电器
        Delay(60000);
        P0=0x10;       //关闭继电器
        Delay(60000);
    }
}