【Proteus仿真】开关控制系列仿真——开关控制LED/拨码开关二进制计数/开关和继电器控制灯灭

目录

0案例视频效果展示

0.1例子1：开关控制LED灯亮灭

0.2例子2：数码管显示拨码开关二进制计数(000~255)

0.3例子3：开关和继电器控制灯亮灭

1基础知识补充

1.1 74LS245双总线收发器

1.1.1 引脚及功能

1.1.2应用场景

1.1.3真值表

1.2继电器

1.2.1结构与工作原理

1.2.2关键术语

1.2.3 常见类型

1.2.4总结

2例子1：开关控制LED灯亮灭

2.1电路原理图

2.1.1电路组成及接线

2.2控制程序

2.2.1控制程序步骤

2.2.3源代码

3例子2：数码管显示拨码开关二进制计数(000~255)

3.1电路原理图

3.1.1电路组成及接线

3.2控制程序

3.2.1控制程序步骤

3.2.3源代码

4例子3：开关和继电器控制小灯亮灭

4.1电路原理图

4.1.1电路组成及接线

4.2控制程序

4.2.1控制程序步骤

4.2.3源代码

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摘要：本文介绍了单片机控制的三个基础案例及关键器件知识。案例1展示开关控制LED亮灭；案例2用拨码开关实现数码管二进制计数显示；案例3通过继电器控制大功率灯泡。重点讲解了74LS245总线收发器的引脚功能、真值表及应用场景，以及继电器的工作原理、类型和参数。每个案例均包含电路原理图、接线说明和C51源代码，展现了单片机I/O口输入输出控制、总线驱动及继电器隔离控制的基本原理。这些案例为单片机入门学习提供了完整的技术参考。

0案例视频效果展示

0.1例子1：开关控制LED灯亮灭

0.2例子2：数码管显示拨码开关二进制计数(000~255)

0.3例子3：开关和继电器控制灯亮灭

1基础知识补充

1.1 74LS245双总线收发器

74LS245是一种 8 位三态双向总线收发器，用于在 A 总线 和 B 总线 之间进行双向数据传输。

1.1.1 引脚及功能

方向控制端（AB/BA）：

AB/BA = 1（高电平）：数据从 A → B（发送）

AB/BA = 0（低电平）：数据从 B → A（接收）

使能端（/CE）：

/OE = 0（低电平有效）：芯片被启用，数据传输有效

/OE = 1（高电平）：芯片被禁用，A 和 B 均为 高阻态（三态输出）

数据线

A1-A8：A 总线端口（双向）

B1-B8：B 总线端口（双向）

1.1.2应用场景

总线驱动：常用于单片机（如 8051 系列）扩展总线，提升驱动能力 。

外设连接：用于连接打印机、显示器、键盘等外设，实现数据双向传输

接口电路：在微处理器与存储器（EPROM、RAM 等）之间提供数据缓冲

1.1.3真值表

/CE（使能）	AB/BA（方向）	功能描述
0	0	B → A（接收）
0	1	A → B（发送）
1	X	A 和 B 均为高阻态（禁用）

1.2继电器

继电器（Relay）是一种电控制开关器件——用小电流控制大电流电路的通断，本质上是电磁式“远程开关”。

1.2.1结构与工作原理

线圈（Coil）——通电产生磁场——>衔铁（Armature）被吸合——>触点（Contacts）闭合或断开——>外部高压/大电流回路接通或切断

线圈回路：低电压、小电流（如 5 V、12 V、24 V）

触点回路：可切换 220 VAC、10 A、30 VDC 等负载

1.2.2关键术语

名称	含义
线圈电压	继电器吸合所需额定电压（3 V、5 V、12 V、24 V…）
触点形式	SPST（1 开）、SPDT（1 开 1 闭）、DPDT（2 组开闭）
触点额定	最大切换电压、电流、功率（如 250 VAC 10 A）
吸合/释放时间	通常 5 – 15 ms
绝缘耐压	线圈-触点间耐压（一般 ≥ 1 kV）

1.2.3 常见类型

电磁继电器（经典，成本低）

固态继电器 SSR（无触点，半导体开关，寿命长，无火花）

信号继电器（小型，切换毫安级信号）

汽车继电器（12 V/24 V，大电流）

功率继电器（30 A 以上，空调、充电桩）

时间继电器（通电延时/断电延时）

闭锁继电器（脉冲驱动，保持状态，节能）

1.2.4总结

继电器 = “低压控高压、小电流控大电流”的电磁开关；只要需要隔离或放大控制信号，就能见到它的身影。

2例子1：开关控制LED灯亮灭

实现功能：开关S1和S2分别控制LED1和LED2。

本质：控制I/O口高低电平输入，从而实现高低电平输出

2.1电路原理图

2.1.1电路组成及接线

名称	接线
AT89C51单片机	XTAL1/XTAL2—>连接晶振电路 RST—>连接复位电路 P0.0-P0.1—>共阳极LED电路 P1.0-P1.1—>开关电路
复位电路
晶振电路
开关电路
共阳极LED电路

2.2控制程序

2.2.1控制程序步骤

库文件与引脚定义

主函数(开关引脚高低电平作为输入条件，LED电路作为输出)

2.2.3源代码

//功能：开关S1和S2分别控制LED1和LED2。#include<reg51.h>sbit S1=P1^0;sbit S2=P1^1;sbit LED1=P0^0;sbit LED2=P0^1;//主程序void main(){while(1){LED1=S1;LED2=S2;}}

3例子2：数码管显示拨码开关二进制计数(000~255)

实现功能：数码管显示拨码开关所设置的编码000~255

本质：拨码开关控制I/O口高低电平输入，高电平表示1，低电平表示0，并以10进制显示到数码管

3.1电路原理图

3.1.1电路组成及接线

名称	接线
AT89C51单片机	XTAL1/XTAL2—>连接晶振电路 RST—>连接复位电路 P0.0-P0.7—>排阻/74LS245双总线收发器 P1.0-P1.7—>拨码开关 P2.0-2.3—>四位数码管
复位电路
晶振电路
拨码开关电路
四位数码管
排阻
74LS245双总线收发器

3.2控制程序

3.2.1控制程序步骤

库文件

定义数码管段码

延时函数

主函数(实现拨码开关不同状态对应不同数字输出)

3.2.3源代码

//功能：数码管显示拨码开关所设置的编码二进制数(000~255)#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//各数字的数码管段码（共阴）uchar code DSY_CODE[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//显示缓冲uchar DSY_Buffer[3]={0,0,0};//延时void DelayMS(uint ms){uchar t;while(ms--)for(t=0;t<120;t++);}//主程序void main(){uchar i,m,Num;P0=0xff;P2=0xff;while(1){m=0xfe;Num=P1; //读取拨码开关的值DSY_Buffer[0]=Num/100;DSY_Buffer[1]=Num/10%10;DSY_Buffer[2]=Num%10;for(i=0;i<3;i++)        //刷新显示在数码管上{m=_crol_(m,1);P2=m;P0=DSY_CODE[DSY_Buffer[i]];DelayMS(10);}}}

4例子3：开关和继电器控制小灯亮灭

实现功能：按下K1灯点亮，再次按下时灯熄灭

本质：开关通断影响输入电压高低，从而决定输出电压高低，高电压继电器导通，低电压继电器断开。

4.1电路原理图

4.1.1电路组成及接线

名称	接线
AT89C51单片机	XTAL1/XTAL2—>连接晶振电路 RST—>连接复位电路 P0.0-P0.7—>排阻/74LS245双总线收发器 P1.0-P1.7—>拨码开关 P2.0-2.3—>四位数码管
复位电路
晶振电路
拨码开关电路
四位数码管
排阻
74LS245双总线收发器

4.2控制程序

4.2.1控制程序步骤

库文件和引脚定义

延时函数

主函数(将开关的状态与继电器的状态对应)

4.2.3源代码

//功能：按下K1灯点亮，再次按下时灯熄灭#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit K1=P1^0;sbit RELAY=P2^4;//延时void DelayMS(uint ms){uchar t;while(ms--)for(t=0;t<120;t++);}//主程序void main(){P1=0xff;RELAY=1;while(1){if(K1==0){while(K1==0);RELAY=~RELAY;DelayMS(20);}}}

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