地质出版社高中通用技术选修3简易机器人制作单片机的外部输入.ppt

单片机的外部输入 一、按键开关 按键开关是一种用于控制接通和关断电路的器件，其实物、结构及符号如图2-8所示。直接将其串入电路中使用，可以控制电路的通断。 在图2-8b结构原理图中，A、B为按按钮的两个接线端，顶部按钮控制着连接A、B两端的金属部分，由一弹簧支撑。当按下顶部按钮时，弹簧被压缩下去，A、B两端就被顶部的导电部分接通；当顶部按钮被放开时，弹簧自动弹起，使顶部的金属连接部分被抬起，A、B两点间的金属触头分开，A、B两点间就处于断开状态。 图2-9所示的是按键开关应用的简单电路。当按住按键开关时，A、B两点间接通，灯亮；当松开按键开关时，A、B两点间断开，灯灭。 按键开关与单片机组成的控制线路如图2-10所示管脚PC5作为输入端口使用。当按键开关未被按下时，管脚PC5与电源Vcc连接，其输入端接高电平，输入口获得输入信号“1”；当按键开关被按下时，管脚PC5与“地”间接通，其输入端接低电平，此时输入口获得输入信号“0”。 二、微动开关 微动开关属于接触式传感器，种类繁多。常用的微动开关如图2-11所示，其外部有一个碰触开关和三个金属触头a、b、c，内部主要有一个弹簧、一个内部支撑杆和一个金属连接片。 a、b、c三个金属触头由金属连接片连接成两对触头：一对是常闭触头，即初始状态（没有任何力作用的情况）就是闭合的（图2-12a、c）；另一对是常开触头，初始状态就是打开的（图2-12a、b）。微动开关的常闭和常开触头是由弹簧和内部支撑杆来控制的。当碰触开关被碰到后，内部支撑杆被压，向下运动，使金属连接片右端和c断开、和b连接；同时，弹簧被压缩，使常闭触头a、c断开，常开触头a、b闭合。当碰触开关没被碰到时，弹簧处于自由弹起状态，内部支撑杆带动金属连接片处于初始状态。 图2-13是微动开关应用的简单电路。该灯2电路中连接了两个灯泡。当微动开关没有被碰触时，灯1是亮的：当碰触开关被碰到后，常闭触头a、c断开，灯1熄灭，常开触头a、b闭合，灯2亮。 微动开关与单片机组成的控制线路如图2-14所示。假设管脚PC5作为输入口使用，当碰触开关被碰到后，管脚PC5为低电压，获得输入信号“0”；当碰触开关没有被碰触时，PC5为高电压，获得输入信号“1”。 三、光电传感器 光电传感器有很多种，其中的一种是反射式的，如图2-15所示。在光电传感器中有两个主要部分：一是光源（发光）部分，二是感光（光电）元件。另外，还有三根导线：其中，黄色的为信号线，其余两根为电源线。当光源发出的光（可见光和不可见光）投射到被测物上时，被测物因表面具有粗糙度和表面颜色（在这里主要指被测物的表面颜色），会把其中一部分光反射到感光元件上，并产生一定的电信号。 它的工作过程如图2-16所示。图2-16a中，当传感器光源发出的光遇到被测物以后，有一部分就会被反射到感光元件上，感光元件接受到反射光时，传感器就会输出相应的信号；如果传感器的光源发出的光没有遇到被测物，那么就不会有光被反射到感光元件上，传感器的输出信号就不会改变，如如图2-16b所示。 图2-17为光电传感器内部原理图与简单测试电路图。开关S控制传感器的电源。当S断开时，传感器不工作；当S闭合时，传感器才工作，即传感器才会根据检测到的物体的变化输出不同的信号。A表示传感器的输出信号。可以看出，当S断开时，传感器状态不会发生变化（图2-17中0a段）；当S闭合时，传感器输出状态才会改变。在开关S闭合传感器工作。当检测到深颜色的物体时，传感器输出为高电平，直到b点；b点到c点之间，检測到的物体为浅颜色，传感器输出变为低电平。如此向下判断，可得出其输出信号曲线。 光电传感器与单片机组成的控制线路如图2-18所示。假设管脚作为输入口用，当检测到深色的物体时，传感器信号端输出高电平，则管脚PD0为高电平，即获得输入信号“1”；当检测到浅颜色的物体时，传感器信号端输出低电平，则管脚PD0为低电平，即获得输入信号“0”。 谢 谢