【继电器模块的电路设计和分析】

一.电路图

二.电路原理分析

1.功能

此继电器电路模块可以通过把左下角LED1的阴级与控制器引脚相连（如图中与单片机P0.8引脚相连），从而可以通过控制引脚的高低电平来驱动继电器的开合。

2.驱动逻辑

当P0.8脚为低电平时，光耦PC817输入端的发光二极管导通发亮，从而使得光耦输出端的光电接收三极管接收到光信号导通。接着，NPN三极管Q1基极会形成高电平使其导通。此时电流顺利通过继电器输入端的电磁线圈产生磁场，继电器右端的开关被吸到3脚，使得3，5两脚相连。从P2接线端子上看就是1，2脚相连，2，3脚断开。

反之，如果P0.8脚为高电平，光耦输出端的接受三极管无法导通，则三极管Q1也无法导通，电流无法通过继电器的电磁线圈。由于没有受到磁力作用，开关则被弹回2脚。从P2接线端子上看，就是1，2脚断开，2，3脚相连。

3.补充说明

1.左侧的LED1是光耦导通指示灯，P0.8为低电平时发光；右侧的LED2是电源指示灯，一旦上电即发光。

2.二极管1N4148起到续流的作用。因为继电器电磁线圈是感性元件，继电器由开到关的瞬间会产生极大的反向电压，加上续流二极管可以使其形成回路（如图所示），从而保护其他元件。

3.光耦的作用：此处由于右侧是继电器，可以控制高电压电流设备的开关，因此为了保护微控制器，加上光耦进行隔离；此外，通过光耦还可以控制大电压，即光耦输入和输出端所连接的VCC可以不同，光耦输出端的VCC可以更大，如12V。

4.需要注意的是：光耦的输入端也相当于一个发光二极管（有正向导通压降，约1.2V），如果VCC为3.3V等较低的电压，当选用的LED1正向压降过大，即使P0.8为低电平也不会令光耦导通。（LED1选择时需注意：不同的颜色压降也不相同，相差甚至能达到2~3V，具体看元件参数）
例如：VCC=+3.3V，LED1的正向导通电压=3.2V，光耦输入端的正向导通电压=1.2V。那么，VCC则不足以使输入电路导通。

当电压条件满足后，还需要考虑光耦的导通电流（一般为1~20mA），如果输入端电流过小，那么光耦输入端的发光二极管发光不足，也不能使光耦输出端三极管导通。而输入电流大小则由电阻R1控制。
例如：VCC=3.3V，Vfled1=1.8V，Vfpc=1.2V，那么可以使光耦正常工作的最大电阻R1=（3.3-1.8-1.2）/0.001=300Ω。

5.选用3V继电器时，“3V”是继电器额定电压，继电器还有个最小工作电压（又叫做吸合电压，一般为75~80%的额定电压），继电器输入端达到此电压即可吸合但可能不够稳定。

6.限流电阻R2的取值和前面三极管开关电路类似，即要考虑继电器的工作电流和三极管放大倍数。