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蓝桥杯单片机进阶教程——蜂鸣器继电器

news 2025/10/5 7:06:15

前言

上一讲我们介绍了该开发板上面的LED灯的状态显示，这一节我们继续往下看我们的蜂鸣器和继电器，该模块与上一讲相差不大，在比赛中常做状态展示，接下来我们来看我们这一部分

继电器

在该开发板中，继电器很显眼
在这里插入图片描述
这里我们截了上一讲中的一部分图片，在单片机的右侧，我们可以看到一个大的方块，这个就是我们的继电器，在继电器的右侧（或者旁边），我们可以看到一个LED灯，这个LED灯就可以判断我们的继电器的开合状态，继电器闭合时，此处的LED就会点亮，如果断开，则LED处于熄灭状态。
来看我们的原理图
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上面就是我们继电器的一个模组，下面是我们继电器的部分，上面是我们继电器外接的LED灯。
我们顺着原理图来看，这里和之前的LED模组一样，通过一个74HC138译码器选中相应的端口，这里我们来看对应的是Y5C，我们还是通过74HC138选择到Y5端口然后通过一个或非门，Y5片选被选中，WR进行写使能，Y5C输出1，然后对我们的继电器和蜂鸣器进行操作

74HC573

接下来我们要用到74HC573锁存器，74HC573是一款非常常见和通用的数字集成电路，属于八路透明D型锁存器。它在数字系统中扮演着 “数据暂存与缓冲” 的关键角色。
接下来我们对应我们的原理图来介绍我们各个引脚的作用
在这里插入图片描述

D1 - D8 （数据输入）

这是需要被锁存的8位数据输入端口。它们通常直接连接到微处理器或系统总线的数据总线上

Q1 - Q8 （锁存输出）：

这是锁存器锁存后的8位数据输出端口。一旦数据被锁存，无论输入端D的数据如何变化，输出端Q都将保持锁存的值不变，直到下一次锁存操作。

LE （锁存使能）：

这是最关键的控制引脚。
当 LE为高电平（1）时，锁存器处于 “透明”模式：输出端Q的状态会实时跟随输入端D的状态变化。
当 LE从高电平跳变为低电平（0）时，锁存器会 “锁存” 当前D输入端的数据，并在Q端保持住这个数据，即使之后D端的数据改变了，Q端也保持不变。

OE （输出使能）：

这个引脚控制输出端的状态。
当 OE为低电平（0）时，锁存器的输出Q正常工作（高电平或低电平）。
当 OE为高电平（1）时，锁存器的输出Q变为高阻抗状态，相当于与外部电路“断开连接”。这个功能在将多个器件连接到同一总线上时至关重要，可以防止总线冲突。

我们对它的工作模式做一个总结，如下图所示
在这里插入图片描述

至此，我们电路部分中的各个模块都介绍差不多了，至于ULN2003，这个对我们的代码不会产生影响，他是一个驱动放大器，我们直接视他为一一对应的导线即可。

下面对照我们的原理图来看我们的代码

代码

在我学习的时候看大佬的代码，大概是这样的

// 蜂鸣器控制函数
// 参数flag: 1-打开蜂鸣器, 0-关闭蜂鸣器
void Beep(unsigned char flag)
{static unsigned char temp = 0x00;// 静态变量，用于保存当前P0端口的状态（保持其他位不变）static unsigned char temp_old = 0xff;// 静态变量，用于保存上一次的状态，避免重复写入相同数据if(flag)// 根据flag参数设置或清除temp的第6位（0x40 = 0100 0000）temp |= 0x40;// 置位第6位，打开蜂鸣器elsetemp &= ~0x40;// 清除第6位，关闭蜂鸣器if(temp != temp_old)// 只有当状态发生变化时才更新硬件，避免不必要的IO操作{P0 = temp; // 将新的状态值写入P0端口P2 = P2 & 0x1f | 0xa0;// 操作P2端口的高三位来选择锁存器（可能是74HC573）// 0x1f = 0001 1111，与操作保留低5位// 0xa0 = 1010 0000，或操作设置高三位为101// 这行代码选择特定的锁存器来锁存P0数据P2 &= 0x1f;// 取消锁存器选择，恢复P2端口状态// 0x1f = 0001 1111，与操作清除高三位temp_old = temp;		}
}// 继电器控制函数
// 参数flag: 1-打开继电器, 0-关闭继电器
void Relay(unsigned char flag)
{static unsigned char temp = 0x00;// 静态变量，用于保存当前P0端口的状态（保持其他位不变）static unsigned char temp_old = 0xff;// 静态变量，用于保存上一次的状态，避免重复写入相同数据if(flag)// 根据flag参数设置或清除temp的第4位（0x10 = 0001 0000）temp |= 0x10;// 置位第4位，打开继电器elsetemp &= ~0x10;// 清除第4位，关闭继电器if(temp != temp_old)// 只有当状态发生变化时才更新硬件，避免不必要的IO操作{P0 = temp;// 将新的状态值写入P0端口P2 = P2 & 0x1f | 0xa0;// 操作P2端口的高三位来选择锁存器// 0x1f = 0001 1111，与操作保留低5位// 0xa0 = 1010 0000，或操作设置高三位为101// 这行代码选择特定的锁存器来锁存P0数据P2 &= 0x1f;// 取消锁存器选择，恢复P2端口状态// 0x1f = 0001 1111，与操作清除高三位temp_old = temp;		 // 更新旧状态值}	
}

这个代码很全面，也很方便使用，但是大家也发现了，这个代码的代码量比较大，对于打字较慢的同学不太友好，并且代码量大在比赛同分排名中，排名会靠后，这一个模组只有两个外设，每个外设只有两个状态，我们通过排列组合一共只有四种状态，分别是（全开，全关，一开一关*2），这里我对这个代码做了一个改动，通过一个函数对其状态进行不同的选取即可，代码如下

void Relay_Init(unsigned char enable)
{// 选择锁存器P2 = P2 & 0X1F | 0XA0;// 设置输出状态switch(enable){case 0: P0 = 0x00; break;  // 全关case 1: P0 = 0X10; break;  // 仅继电器开case 2: P0 = 0X40; break;  // 仅蜂鸣器开case 3: P0 = 0X50; break;  // 全开}// 取消锁存器选择P2 &= 0x1F;
}