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大家好，我是捷培小编~今天给大家分享的是33单片机I/O接口电路图。 全文共4000字，阅读时间7分钟。

1、可靠的逻辑高电平I/O电路（输入） 单片机I/O口线能承受的最大电压不超过5V（不同单片机不同），否则可能烧毁I/O口。 在该电路中，即使使用更大的电源电压，分压器网络也会向 I/O 端口发送安全 (5V) 逻辑电平。

2.基本输入切换网络（输入）

A、低电平有效网络：如果P0口为0，则开关闭合；

B、高电平有效网络：如果P0口为1，则开关闭合；

C、高电平有源网络：若P0口为1，则开关闭合；

D、低电平有效网络：如果P0口为0，则开关闭合；

3、开关防抖及延时电路（输入端）

该电路有两个用途：作为开关防抖，可以消除由于抖动导致的错误的高/低态输入； 用作延时器，当开关按下时信号隔离器电路图，控制器还可以兼顾其他工作，555构成单稳态触发器，RC时间常数决定延时时间。

4、输入稳压电路（input）

如果较高电压源产生的开关信号超过单片机的安全电压，单片机可以通过齐纳二极管将电压稳定在安全范围内。 该电路使用 5.1V 齐纳二极管。

5、低电平触发电路（输入）

单片机不能直接接收一些非常微弱的电压信号为高电平，而这些微弱的电压信号可以利用该电路进行检测。 该电路使用了一个比较器，其参考电压可以通过上面的分压公式计算得到。

6、光开关检测电路（输入）

当没有光时，R1的阻值很大，使P0处的电位值接近于零，单片机接收为逻辑0； 有光时，R1阻值减小，P0电压升高（逻辑1）。 可用作敏感性测试。

7、光检测电路（输入）

光检测电路使用光电晶体管。 当有光时，晶体管中会产生电流。 该装置可用于检测光敏性。 施密特触发器用于消除由于振荡引起的错误输入信号。

8、太阳能供电电路（电源）

该电路使用太阳能电池为微控制器供电。 每节电池接受阳光产生0.5V电压，16节电池串联可以获得8V电压。 电压由7805稳压器降压稳压，电容用于消除电源耦合。

9、光敏检测电路（输入）

太阳能电池是光敏元件，其产生的电压经LM324运放同相放大后输入到单片机。 该电路通常用于光波通信接收机。

10、数字光强检测电路（输入）

该电路采用AD0831 A/D转换器检测光强，转换器的参考电压为0.5V，等于太阳能电池的最大输出电压。 AD0831是一款8位逐次逼近型模数转换器，与单片机连接只需3根线。 片选信号（CS）低电平有效，有效时启动转换过程。 DO为数据线，CLK口每触发一次，DO口就会串行输出一位数据。 转换时，CLK端口必须触发一次才能开始转换，然后每次触发都会产生一位数据。

11、霍尔效应数字传感器电路（输入）

图为UGN3142霍尔效应数字传感器（带施密特触发器），当检测到给定的磁场强度时，输出状态发生变化，霍尔效应传感器有很多种，有些是线性的（输出电压与磁场成线性关系） ，其他的则具有类似触发器的特性（必须使用相反的磁场才能切换回来）。

12、测温电路（输入）

该电路使用 AD0831 模数转换器来检测光强并将来自热敏电阻分压器的输入电压转换为一组二进制数据流。 当温度变化时，热敏电阻的阻值会发生变化。 片选信号CS低电平有效，有效时启动转换过程。 DO是数据线。 CLK口每触发一次，DO口就会串行输出一位数据。 转换时，CLK口必须触发一次才能开始转换。 每次触发后，都会生成一位数据。

13、温度切换电路（输入）

本电路采用LM324温度传感器。 图中，变阻器为比较器提供参考电压。 校准后，当LM324达到预设的电压/温度值时，可以切换状态。

14、测温电路（输入）

这里采用A/D转换，将LM324送来的电压转换成数字量，再由单片机以预定的速率进行采样。

15、声控开关检测电路（输入）

该电路使用 LM324 比较器集成电路连接到动态麦克风或扬声器。 通过设置，当达到所需的声级（由变阻器确定）时，输出会突然变化，向微控制器发送高电平。

16.最大吸收/释放电流（输出）

典型的单片机I/O口线只能吸收和释放20mA左右的电流（不同的单片机不同），如下图所示，这个电流足以驱动一个普通的LED。 P0口为低电平时，上面的LED点亮（电流通过单片机流入地）。 P0口为高电平时，下方的LED点亮（电流从单片机P1口流出，经过LED和电阻，流入地）。

17、扩大产出吸收能力（产出）

一根典型的单片机I/O口线在正常情况下只能承受20mA左右的电流（不同的单片机不同），足以驱动一个普通的LED，但是当驱动一个红外线LED时，就需要100mA甚至更大的电流了，该电路使用反向缓冲器来处理大灌电流，当其输入通过P0端口设置为高电平时，其输出变为低电平，电流将通过它流入大地。 此外，您还可以使用集电极开路输出的 74HC05 反相缓冲器将多个输出连接在一起。

18、双极性驱动电路（输出）

双极型晶体管常用于开启或关闭负载。 左边电路中，当P0口为高电平时，NPN三极管导通——C、E极呈低阻状态。 右边电路中，当P0口为低电平时，PNP三极管导通，单片机I/O口可以为双极型三极管提供足够的基极电流。 选择三极管时，要注意电压/电流大小是否与负载匹配。

19、MOS场效应管驱动（输出）

MOS场效应管的导通电阻值（毫欧级）远小于双极型晶体管的导通电阻（毫欧级的10~100倍），也就是说MOS场效应管驱动器的压降为体积小，可以承受更大的电流。 此外，它具有高输入阻抗，几乎不从微控制器的 I/O 汲取电流。 有些MOS场效应管可以承受60安培甚至更大的电流。 左边电路中，当P0口为高电平时，N沟道场效应管导通； 右边的电路中，当P0口为低电平时，P沟道MOS场效应管导通。 当电路中有感性负载时，可以使用分流负载，尤其推荐使用分流负载。

20.专用闪光电路（输出）

可以对闪烁灯和 LED 进行编程，但这需要时间和微控制器的代码存储。 所以可以选用如图所示的专用555闪光灯电路。 555 可以设置为稳定模式，控制灯以变阻器设置的频率闪烁。 P0口为低电平时，闪光灯不工作。

21.负载驱动（输出）

由低直流电压控制的固态继电器可用于接收通知和切断 120V 交流负载。 除了图中所示的类型，还有许多其他类型的不同结构的固态继电器，其中大部分使用内置光隔离电路，将数字侧与高压侧隔离。 下图中，当P0口为高电平时，正逻辑继电器导通。

22. 电磁驱动（输出）

螺线管电磁装置由螺线管（缠绕在磁芯上的线圈）和可移动的铁块或铜块组成。 当线圈中有电流时，螺线管被磁化，吸引电枢向它移动。 此类设备可用作机械开关、液压和气动螺线管。 阀门是利用电磁铁来控制阀门的启闭。 本电路中采用MOSFET驱动器，74HC07缓冲器（用于保护控制器和放大电路的驱动力）为螺线管供电。 二极管平滑瞬态电压。 P0口为高电平时，MOSFET导通，螺线管被激活。

23. 120V交流电磁铁驱动（输出）

由低直流电压控制的固态继电器可用于打开和关闭 120V 交流负载。 除了此图中显示的类型之外，还有许多其他类型的不同结构的固态继电器，并且大多数使用内置光隔离电路将数字侧与高压侧隔离。 下图中，当P0口为高电平时，正逻辑继电器导通。

24.继电器控制（小电流）（输出）

P0口为高电平时，双极型NPN三极管导通，电流流过继电器线圈，继电器动作。 二极管消除了继电器线圈运行时出现的高压感应尖峰。

25.继电器控制（大电流）（输出）

当施加大电流时，例如 12V 继电器，MOSFET 晶体管比双极晶体管更合适。 在此图中信号隔离器电路图，微控制器通过 74HC07 缓冲器驱动 N 沟道 MOSFET。 二极管用于消除继电器线圈动作时产生的高压感应尖峰。 P0口为高电平时，MOSFET导通，继电器动作。

26.直流电机控制（输出）

当P0端口为高电平时，MOSFET导通，允许电流流过电机。 缓冲器和二极管保护微控制器免受来自电机的瞬态感应尖峰的影响。 电机的速度可以通过脉宽调制PWM来控制。 图中给出了100%占空比、50%占空比和25%占空比的波形，以及加速状态波形。

27.电机转向控制（输出）

由MOSFET组成的H桥电路可以提供直流电机的正向和反向控制，H桥电路可以采用内置的动态制动行为来更有效地控制电机。 为了固定电机同向，需要将P0口设置为低电平，P1口设置为高低电平。 缓冲器74HC07可以换成光隔离器，实现更好的电气隔离，隔离电机部分电路。

28.基本伺服控制器（输出）

在这个图中，控制器用于控制一个电流值比较小的伺服控制器。 P0口发送控制信息，间隔10毫秒，脉冲流持续1毫秒，可以将舵机的轴驱动到极限。 持续 2 毫秒的控制脉冲（与之前的间隔相同）可以将伺服轴驱动到相反的极端方向。 对于其间的任何持续时间，轴可以在两个极端方向之间的任何方向上被驱动。 当脉冲消失后，舵机回到原来的位置。

29.优化带555定时器的伺服控制器（输出）

伺服需要以 10 毫秒的速率接收连续脉冲以保持主轴的位置。 脉冲的持续时间决定了轴的位置。 通常情况下，1 毫秒和 2 毫秒分别使转轴到达两个极限位置。 上述电路使用微控制器产生脉冲流，但这会占用处理器的时间。 如果微处理器正在处理其他任务，则无法考虑伺服的动作。 使用专用的555定时器产生脉冲可以优化电路，可以使用变阻器来设置脉冲的持续时间。

30.步进电机控制（输出）

如图所示电路中，单片机通过集电极开路TTL驱动IC控制12V步进电机。 该图列出了旋转电机的步骤顺序。 许多新型步进电机驱动电路除此电路外，还有许多必要的附件。

31. 扬声器音量驱动器（输出）

本电路采用555作为音频振荡器发生器。 P0口送高电平给555的4脚（复位端），555会产生一连串的脉冲，频率由RC电路决定。 P0 端口仅用作使能端口，以便控制器完成其他任务。 数字变阻器可用于控制音调。

32、4线8路输出（输出）

本电路采用3-8线74HCT138译码器。 它通过3条地址线A0、A1、A2来选择输出端，其中A0为最低位。 E1端必须设置为高电平，解码器才能工作。 例如，当地址端为010时，输出端2为低电平，每触发一次E1端，输出端2就改变状态（相反的状态）。 因此，通过设置正确的地址，串行数据可以从任何需要的端口输出。

33、数控增益电路（输出）

在此图中，微控制器通过数字变阻器控制运算放大器的增益。