專利名稱：單片機io口的擴展電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及單片機技術領域，具體講是一種單片機 ο 口的擴展電路。
背景技術：
目前的單片機，其IO 口一般與被控對象連接，由于IO 口個數往往是固定的，所以 當被控對象較多時，就會造成IO 口短缺的問題，解決此問題的方法往往是更換IO 口個數更 多的單片機，這樣雖然解決了問題，但是成本大大增加。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，提供一種能夠在成本較低的前提下來解決IO 口短缺問題的單片機IO 口的擴展電路。本實用新型的技術方案是，本實用新型單片機IO 口的擴展電路，它包括第一、二、 三、四、五電阻和第一、二三極管，第一、二三極管分別為PNP型三極管和NPN型三極管；第 一、二電阻的一端均與單片機的IO 口連接，第一電阻的另一端和第三電阻的一端均與第 一三極管的基極連接，第一三極管的發射極和第三電阻的另一端均與第五電阻的一端連 接，該第五電阻的一端還與單片機的工作電源連接，第一三極管的集電極作為第一信號輸 出端；第二電阻的另一端和第四電阻的一端均與第二三極管的基極連接，第二三極管的發 射極和第四電阻的另一端均與接地端連接，第二三極管的集電極與第五電阻的另一端連 接，第二三極管的集電極作為第二信號輸出端；所述單片機為能夠通過其內置程序對單片 機的其中一個IO 口單獨進行輸入/輸出狀態指定的單片機，且輸入電平為CMOS輸入電平， 輸出形式為CMOS三態。第一、二電阻的阻值相等，為1ΚΩ ；第三、四電阻的阻值相等，為200 Ω ；第五電阻 的阻值為5. IKΩ ；單片機的工作電源的輸入電壓為5V。采用上述結構后，本實用新型與現有技術相比，具有以下優點本實用新型的工作原理是，當單片機的IO 口的狀態改變時，即當單片機的IO 口輸 出0或1或單片機的IO置為輸入口時，將得到第一三極管的基極點的電壓和第二三極管的 基極點的電壓，第一三極管的基極點的電壓與第一三極管的發射極的電壓相比較，將決定 第一三極管是否導通，第一三極管導通，則第一信號輸出端輸出1，不導通，第一信號輸出端 輸出0 ；第二三極管的基極點的電壓與第二三極管的發射極的電壓相比較，將決定第二三 極管是否導通，第二三極管導通，則第二信號輸出端輸出0，不導通，第二信號輸出端輸出 1。簡單的說，單片機的IO 口的狀態改變決定了第一三極管和第二三極管的導通與 否，這樣，單片機的IO 口通過本實用新型，就能得到兩個信號輸出端，從而解決了 IO 口短缺 的問題，而且采用的元器件數量少，連接關系簡單，成本低，所以本實用新型具有能夠在成 本較低的前提下來解決IO 口短缺問題的優點。
附圖是本實用新型單片機IO 口的擴展電路的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型單片機IO 口的擴展電路，它包括第一、二、三、四、五電阻(Rl、R2、R3、 R4、R5)和第一、二三極管(Q1、Q2)，第一、二三極管分別為PNP型三極管和NPN型三極管 ’第 一、二電阻的一端均與單片機的IO 口(P1.0)連接，第一電阻的另一端和第三電阻的一端均 與第一三極管的基極連接，第一三極管的發射極和第三電阻的另一端均與第五電阻的一端 連接，該第五電阻的一端還與單片機的工作電源連接，第一三極管的集電極作為第一信號 輸出端(Uol)；第二電阻的另一端和第四電阻的一端均與第二三極管的基極連接，第二三 極管的發射極和第四電阻的另一端均與接地端連接，第二三極管的集電極與第五電阻的另 一端連接，第二三極管的集電極作為第二信號輸出端(Uo2)；所述單片機為能夠通過其內 置程序對單片機的其中一個IO 口單獨進行輸入/輸出狀態指定的單片機，且輸入電平為 CMOS輸入電平，輸出形式為CMOS三態。本實用新型單片機IO 口的擴展電路用于擴展具有 上述特點的單片機，這類單片機為市售常用。本例中，第一、二電阻的阻值相等，為1ΚΩ ；第三、四電阻的阻值相等，為200 Ω ；第 五電阻的阻值為5. IKΩ ；單片機的工作電源的輸入電壓為5V。在數字電路中，高電位一般定義為1，低電位一般定義為0，本例中也是這樣。當單片機Ρ1.0輸出為0時，Ubl點的電壓為(1000/1200) *5V = 4. 16V，Ql三極管 發射極電壓是5V，PNP型三極管Ql的發射極與基極壓差為0. 84V大于三極管的導通條件 (0. 6-0. 7V)，Ql導通Uol輸出為1 ；此時Ub2點輸出為0，三極管Q2截止，Uo2輸出為1。當單片機Pl. 0輸出為1時，Ubl點的電壓5V，Ql三極管的發射極電壓是5V，PNP 型三極管Ql的發射極與基極壓差為0V，不滿足三極管的導通條件(0. 6-0. 7V)，Ql截止Uol 輸出為0 ；此時Ub2點輸出為(200/1200) *5V = 0. 83V，大于三極管的導通條件(0. 6-0. 7V)， 三極管Q2導通，故Uo2輸出為0。當單片機Pl. 0置為輸入口時，單片機的Pl. 0處于高阻狀態，相當于開路，Ubl點 的電壓為(2200/2400) *5V = 4. 58V，Ql三極管的發射極電壓是5V，PNP型三極管Ql的發 射極與基極壓差為0. 42V小于三極管的導通條件(0. 6-0. 7V)，Ql截止Uol輸出為0 ；此時 Ub2點輸出為0. 41V，三極管Q2截止，故Uo2輸出為1。經過上述信號轉換，單片機Pl. 0被擴展成Uol和Uo2，即一個單片機的IO 口被擴 展成了兩個信號輸出端，并且輸出信號Uol、Uo2有三種組合方式，分別是1、1 ；0,0 ；0、1。
權利要求一種單片機IO口的擴展電路，其特征在于，它包括第一、二、三、四、五電阻和第一、二三極管，第一、二三極管分別為PNP型三極管和NPN型三極管；第一、二電阻的一端均與單片機的IO口連接，第一電阻的另一端和第三電阻的一端均與第一三極管的基極連接，第一三極管的發射極和第三電阻的另一端均與第五電阻的一端連接，該第五電阻的一端還與單片機的工作電源連接，第一三極管的集電極作為第一信號輸出端；第二電阻的另一端和第四電阻的一端均與第二三極管的基極連接，第二三極管的發射極和第四電阻的另一端均與接地端連接，第二三極管的集電極與第五電阻的另一端連接，第二三極管的集電極作為第二信號輸出端；所述單片機為能夠通過其內置程序對單片機的其中一個IO口單獨進行輸入/輸出狀態指定的單片機，且輸入電平為CMOS輸入電平，輸出形式為CMOS三態。
2.根據權利要求1所述的單片機IO口的擴展電路，其特征在于，第一、二電阻的阻值相 等，為1ΚΩ ；第三、四電阻的阻值相等，為200 Ω ；第五電阻的阻值為5. IK Ω ；單片機的工作 電源的輸入電壓為5V。
專利摘要本實用新型公開了一種能夠在成本較低的前提下來解決IO口短缺問題的單片機IO口的擴展電路，它包括第一、二、三、四、五電阻和第一、二三極管；第一、二電阻的一端均與單片機的IO口連接，第一電阻的另一端和第三電阻的一端均與第一三極管的基極連接，第一三極管的發射極和第三電阻的另一端均與第五電阻的一端連接，該第五電阻的一端還與單片機的工作電源連接，第一三極管的集電極作為第一信號輸出端；第二電阻的另一端和第四電阻的一端均與第二三極管的基極連接，第二三極管的發射極和第四電阻的另一端均與接地端連接，第二三極管的集電極與第五電阻的另一端連接，第二三極管的集電極作為第二信號輸出端。
文檔編號G05B19/042GK201698195SQ20102020978
公開日2011年1月5日 申請日期2010年5月28日 優先權日2010年5月28日
發明者趙新榮 申請人:寧波海誠電器有限公司