【蓝桥杯单片机组模块】1、硬件电路基础知识 与 蜂鸣器模块上手

​ 导读：《蓝桥杯单片机组》专栏文章是博主2018年参加蓝桥杯的单片机组比赛所做的学习笔记，在当年的比赛中，博主是获得了省赛一等奖，国赛二等奖的成绩。成绩虽谈不上最好，但至少问心无愧。如今2021年回头再看该系列文章，仍然感触颇多。为了能更好地帮助到单片机初学者，今年特地抽出时间对当年的文章逻辑和结构进行重构，以达到初学者快速上手的目的。需要指出的是，由于本人水平有限，如有错误还请读者指出，非常感谢。那么，接下来让我们一起开始愉快的学习吧。

一、硬件电路基础知识

工欲善其事必先利其器，阅读电路原理图是单片机开发的基础，正式开始写程序之前，我们先来补充一下蓝桥单片机组这个原理图的基础知识吧。硬件电路总体来说并不太难，这里仅拿74HC573和ULN2003组成的电路做重点介绍。

在这里插入图片描述

1.1、74HC573 电路

蓝桥的这块板子主要靠74HC573 电路和74HC138撑起外设的门面，74HC138数电常讲（详情看这里），这里不再重复。74HC573可能有点陌生，其实也没啥，记住一点它是个锁存器，存状态的器件就行了。

非得深入了解的话，可以看看这里，了解完之后对付这个比赛也完全够用了。

如果程序中使用完573后，记得及时的禁止使能！在程序中，可以这样写：

注：看到后面会发现这样写不太好，因为容易影响IO的其他位，这里仅仅为了方便入门！

P2 = P2 & 0x1F;

1.2、ULN2003 电路

这个可得好好说说，感觉挺好使的，其内部电路示意图如下所示。

在这里插入图片描述

主要记住几个信息：

• 特点①、它是个驱动芯片，可以驱动诸如继电器和电机此类感性负载！
• 特点②、输出端可达500mA/50V.

注：感性负载的缘故，输出端具有的二极管学名续流二极管。

ULN2003的9脚是COM口，为内部7个续流二极管负极的公共端，各二极管的正极分别接各达林顿管的集电极。

用于感性负载时，该脚接负载电源正极，实现续流作用。如果该脚接地,实际上就是达林顿管的集电极对地接通。所以最好接上VCC！

注：达林顿管是两个三极管接在一起，极性只认前面的三极管

• 特点③、ULN2003是一个非门电路！

若要深入了解ULN2003的具体参数信息，可以看这里，但是还是那句话，上面介绍的足矣应付这个比赛。

1.3、了解IO控制原理 - 以驱动蜂鸣器为例

干说的话，有点不直观，先来看看怎么驱动蜂鸣器吧。板载蜂鸣器为有源蜂鸣器，只要两端有压差就会响！板载电路原理图如下所示：

[图片上传失败...(image-61577d-1611927440420)]

通过电路图，不难看出，也就是说我们只需要控制 N_BUZZ 是低电平就OK了，那么再顺藤摸瓜就可以找到N_BUZZ是连接到那个IO引脚。

听起来那岂不是so easy的事么，确实如此...

继续往下走咯~

在这里插入图片描述

顺藤摸瓜的原理图见上。

再提醒一下 ULN2003 驱动芯片是个非门。

故顺藤摸瓜可得：想要OUT7=0，那么只能IN7=1了；IN7对应到锁存器573，不改变状态，再对应到IO口就是P06了，也就是我们让 P0^6=1 ， 这时候蜂鸣器就会响了。

确实是这样的，但是别忘了573上面的LE，是需要使能的。也就是Y5C=1 开启使能，再根据上面的思路，顺藤摸瓜就来到了74HC02这个或非门

在这里插入图片描述

WR是J13上的，当我们是IO编程的时候，J13的2、3脚是相连的。

关于IO编程这个概念，后面会继续深入的。

在这里插入图片描述

J13是个3脚排针，它的3脚连接的是GND。那么2、3脚是相连，也即是说WR是接地的。

74HC02同时还是个非门，想要Y5C=1，那么Y5=0即可，Y5又是38译码器的输出，Y5等于0就是38译码器选中对应的引脚，因为它是低电平输出（数电有讲）。

也即是让C/B/A=1/0/1，C/B/A又分别对应P2口的P27/P26/P25，如下图所示。

在这里插入图片描述

那么一切就理清楚了，若想驱动有源蜂鸣器，只需要让P2 = (P2&0x1F|0xA0)即可。

二、实验写代码

代码如下

#include 

sbit Buzz=P0^6;

void main()
{

    P2 = ((P2&0x1F)|0xA0); 
    Buzz = 1;   
    P2 = P2 & 0x1F;
    while(1);
}

烧录到芯片，蜂鸣器确实响了吧，当然可以试试Buzz赋值0。

关于继电器，它和蜂鸣器一样都是Y5C所在寄存器使能控制，只需改变相应的IO口，就可以实现控制继电器，直接上代码。

#include 

sbit Buzz = P0^6;
sbit Relay = P0^4;

void main()
{

    P2 = ((P2&0x1F)|0xA0); //使能573
    Buzz = 0;   //关闭蜂鸣器
    Relay = 0; //关闭继电器
    P2 = P2 & 0x1F; //禁止573
    while(1);
}

LED灯不过是换成了Y4C，对应选中Y4就可以操作LED了，上代码。

#include 

sbit Buzz = P0^6;
sbit Relay = P0^4;

void main()
{

    P2 = ((P2&0x1F)|0xA0); //使能573
    Buzz = 0;   //关闭蜂鸣器
    Relay = 0; //关闭继电器
    P2 = P2 & 0x1F; //禁止573
    
    P2 = ((P2&0x1F)|0x80);
    P0 = 0x00; //点亮所有LED
    P2 = P2 & 0x1F;
    while(1);
}

三、总结

后期当不使用 LED、继电器和蜂鸣器 的时候，记得直接关闭，乱响的话很容易影响心情的！（╭(╯^╰)╮）

关闭代码模板如下：

void CloseFucker()
{
    P2 = (P2 & 0x1F) | 0x80;//关闭LED
    P0 = 0xFF;
    P2 = 0x00;
    
    P2 = (P2 & 0x1F) | 0xA0;//关闭蜂鸣器继电器
    P0 = P0 & 0xAF;
    P2 = 0x00;
}

小结：本篇文章从蓝桥单片机板子的硬件电路入手，详细介绍了74HC573和ULN2003这两个不那么熟悉的器件电路功能及作用。接着以驱动蜂鸣器为例，介绍了单片机IO的控制方式。最后举一反三，介绍了单片机IO控制LED和继电器的方式。

希望大家多多支持我的原创文章。如有错误，请大家及时指正，非常感谢。