TILaunchPad和Energia控制继电器开关LED

本实验使用继电器控制LED的亮与灭。实验所用器材包括MSP432 LaunchPad、一个继电器、一个NPN三极管9013、一个220Ω电阻和一个1 kΩ电阻。

1）连接方式

继电器的1脚和4脚接VCC，2脚与三极管9013的集电极相连，6号引脚连接LED的正极，LED的负级通过220Ω电阻接地。LaunchPad的P1.5（7号）引脚通过一个限流电路R2后与三极管9013的基极相连。想点亮LED灯时，只需要给MSP432 LaunchPad的7号引脚输出高电平，三极管9013的集电极和发射极导通，继电器的1和2之间的线圈有电流通过，4脚到6脚线路导通，从而点亮LED灯。当给MSP432 LaunchPad的7号引脚输出低电平，三极管9013的集电极和发射极断开，继电器的1和2之间的线圈没有电流通过，4脚到6脚线路断开，从而LED灯熄灭（见图7-10）。

图7-10　继电器应用连接示意图

2）实验代码

继电器应用示例程序清单如表7-4所示。

表7-4　继电器应用示例程序清单

本次实验使用到了一个三极管9013，如果把LaunchPad的I／O口直接接到继电器的2脚，短时间可能没有问题，但长期运行会损坏I／O口，甚至会烧毁继电器。

三极管的功能很多，这里简单介绍一下三极管在本次实验中的工作原理。在数字电路中三极管主要起开关的作用。图7-11所示是一个通过三极管控制LED开关的电路原理图。

电路的具体工作特性如下：

（1）发光二极管的正常工作电流约为10 mA，此时发光二极管的正向工作压降约为1.2 V。(www.xing528.com)

图7-11　三极管控制LED
开关电路原理图

（2）输入信号VIN信号电压只可能为3 V（高电平）或0 V（低电平）。

（3）受VIN控制，三极管工作在开关模式，要么处于截止状态，要么处于饱和导通状态。导通时VCE≈0.2 V，静态β≈30。

要使该电路正常发挥作用，需要确定电阻RB和RC的合理值。下面示范如何定量估算电阻RB和RC的取值。首先，当三极管饱和导通时，LED应能点亮。

所以，RC≤160Ω。实际中可取RC＝150Ω。

三极管饱和导通时，应有

即

当VIN为低电平（0 V）时，三极管基极电流IB＝0，三极管截止关断，C、E两极相当于开路，LED不亮。当VIN为高电平时，三极管饱和导通，LED点亮。