我們可以通過單片機(jī)控制三極管的基極來間接控制后邊的小燈的亮滅,，用法大家基本熟悉了。還有一個控制就是進(jìn)行不同電壓之間的轉(zhuǎn)換控制,，比如我們的單片機(jī)的IO口是5V系統(tǒng),，如果直接接12V系統(tǒng)會燒壞單片機(jī)，所以我們加一個三極管,，三極管的工作電壓高于單片機(jī)的IO口電壓,，用5V的IO口來控制12V的電路，如圖1所示,。


圖1 三極管控制電路圖

圖1里所示,，當(dāng)IO口輸出高電平5V時，三極管導(dǎo)通,，OUT輸出低電平0V,，當(dāng)IO口輸出低電平時，三極管截止,，OUT則由于上拉電阻R2的作用而輸出12V的高電平,，這樣就實現(xiàn)了低電壓控制高電壓的工作原理。

所謂的驅(qū)動,，主要是指電流輸出能力,。我們再來看這兩個圖之間的對比


圖2 LED小燈對比示意圖

圖2中上邊的LED燈，和我們第二課講過的LED燈是一樣的,，當(dāng)IO口是高電平時,，小燈熄滅,，當(dāng)IO口是低電平時,，小燈點(diǎn)亮,。

下邊那個圖呢，按照這種推理,，IO口是高電平的時候,，應(yīng)該有電流流過并且點(diǎn)亮小燈，但是實際并非如此,。

單片機(jī)主要是個控制器件,，具備四兩撥千斤的特點(diǎn)。就如同杠桿必須有一個支點(diǎn)一樣,，想要撐起整個地球必須有力量承受的支點(diǎn),。單片機(jī)的IO口可以輸出一個高電平，但是他的輸出電流很有限,，普通IO口輸出高電平的時候,，大概只有幾十到幾百uA的電流，達(dá)不到1mA,，也就點(diǎn)不亮這個LED小燈或者亮度很低,，這個時候如果我們想高電平點(diǎn)亮LED，用上三極管就可以這樣來處理,，我們板上的這種型號,，可以通過500mA的電流，有的三極管通過的電流還更大一些,，如圖3所示,。


圖3 三極管驅(qū)動LED小燈

圖3中，當(dāng)IO口是高電平,，三極管導(dǎo)通,，因為三極管的電流放大作用，c極電流就可以達(dá)到mA以上了,，就可以成功點(diǎn)亮LED小燈,。

雖然我們用了IO口的低電平可以直接點(diǎn)亮LED，但是單片機(jī)的IO口作為低電平,，輸入電流就可以很大嗎,？這個我想大家都能猜出來，當(dāng)然不可以,。單片機(jī)的IO口電流承受能力,，不同型號不完全一樣，就STC89C52來說,，官方手冊的81頁有對電氣特性的介紹,，整個單片機(jī)的工作電流,，不要超過50mA，單個IO口總電流不要超過6mA,。即使一些增強(qiáng)型51的IO口承受電流大一點(diǎn),，可以到25mA，但是還要受到總電流50mA的限制,。那我們來看電路圖的8個LED小燈的這個部分電路,，如圖4所示。


圖4 LED電路圖(一)

4圖示這里我們要學(xué)會看電路圖的一個知識點(diǎn),，大家注意看,，電路圖右側(cè)所有的LED下側(cè)的線最終都連到一根黑色的粗線上去了，大家注意,，這個地方不是實際的完全連到一起,，而是一種總線的畫法，畫了這種線以后,，表示這是個總線結(jié)構(gòu),，所有的名字一樣的是一一對應(yīng)的連接到一起，其他名字不一樣的,，是不連到一起的,。比如左側(cè)的DB0和右側(cè)的最左邊的LED2小燈下邊的DB0是連在一起的，而和DB1等其他線不是連在一起的,。

那么我們把4電路圖里的我們現(xiàn)在需要講的這部分再摘出來看,。


圖5 LED電路圖(二)

大家通過5的電路圖來計算一下，5V的電壓減去LED本身的壓降,，減掉三極管e和c之間的壓降,，限流電阻用的是330歐，那么每條支路的電流大概是8mA,，那么8路LED如果全部同時點(diǎn)亮的話電流總和就是64mA,。這樣如果直接接到單片機(jī)的IO口，那單片機(jī)肯定是承受受不住的,，即使短時間可以承受,，長時間工作就會不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致單片機(jī)燒毀,。

有的同學(xué)會提出來可以加大限流電阻的方式來降低這個電流,。比如改到1K，那么電流不到3mA,，8路總的電流就是20mA左右,。首先，降低電流會導(dǎo)致LED小燈亮度變?nèi)?，小燈的亮度可能關(guān)系不大,，因為我們同樣的電路接了數(shù)碼管,，后邊我們要講數(shù)碼管還要動態(tài)顯示，如果數(shù)碼管亮度不夠的話,，那視覺效果就會很差,，所以降低電流的方法并不可取,；其次,，對于單片機(jī)來說,，他主要是起到控制作用,，電流輸入和輸出的能力相對較弱，P0的8個口總電流也有一定限制,，所以如果接一兩個LED小燈觀察,，可以勉強(qiáng)直接用單片機(jī)的IO口來接，但是接多個小燈,，從實際工程的角度去考慮,，就不推薦直接接IO口了。那么我們?nèi)绻脝纹瑱C(jī)控制多個LED小燈該怎么辦呢,？

除了三極管之外,，其實還有一些驅(qū)動IC，這些驅(qū)動IC可以作為單片機(jī)的緩沖器,，僅僅是電流驅(qū)動緩沖,，不起到任何邏輯控制的效果，比如我們板子上用的74HC245D這個芯片,，這個芯片在邏輯上起不到什么別的作用,，就是當(dāng)做電流緩沖器的，我們通過查看其數(shù)據(jù)手冊,，74HC245穩(wěn)定工作在70mA電流是沒有問題的,，比單片機(jī)的8個IO口大多了，所以我們可以把他接在小燈和IO口之間做緩沖,，如圖6所示


圖6 74HC245功能圖

從圖6我們來分析,，其中VCC和GND就不用多說了，細(xì)心的同學(xué)會發(fā)現(xiàn)這里有個0.1uF的去耦電容噢,。

74HC245是個雙向緩沖器,，1引腳DIR是方向引腳，當(dāng)這個引腳接高電平的時候,，右側(cè)所有的B編號的電壓都等于左側(cè)A編號對應(yīng)的電壓,。比如A0是高電平，那么B0就是高電平,，A1是低電平,，B1就是低電平等等,。如果DIR引腳接低電平，得到的效果是左側(cè)A編號的電壓都會等于右側(cè)B編號對應(yīng)的電壓,。因為我們這個地方控制端是左側(cè)接的是P0口,，所以我們要求B等于A的狀態(tài)，所以1腳我們直接接的高電平,。圖6中還有一排電阻R10到R17是上拉電阻,，這個電阻的用法我們在后邊介紹。

還有最后一個使能引腳19腳OE,，這個引腳上邊有一橫,，表明是低電平有效，當(dāng)接了低電平后,，74HC245就會按照剛才上邊說的起到雙向緩沖器的作用,，如果OE接了高電平，那么無論DIR怎么接,，A和B的引腳是沒有關(guān)系的,，也就是74HC245功能不能實現(xiàn)出來。

從我們的電路圖7可以看出來,，我們的P0口和74HC245的A端是直接接起來的,。這個地方，有個別同學(xué)有一個疑問,，就是我們明明在電源VCC那地方加了一個三極管驅(qū)動了,，為何還要再加245驅(qū)動芯片呢。這里大家要理解一個道理,，電路上從正極經(jīng)過器件到地,，首先必須有電流才能正常工作，電路中任何一個位置斷開,，都不會有電流,，器件也就不會參與工作了。其次,，和水流一個道理,，從電源正極到負(fù)極的電流水管的粗細(xì)都要滿足要求，任何一個位置的管子過細(xì),，都會出現(xiàn)瓶頸效應(yīng),，電流在整個通路中細(xì)管處會受到限制而降低，所以在電路通路的每個位置上,，都要保證足夠通道足夠暢通,，這個245的作用就是消除單片機(jī)IO這一環(huán)節(jié)的瓶頸。


圖7 單片機(jī)和74HC245接口