三极管在数字电路里的开关特性最常见的应用有 2 个：一个是控制应用，一个是驱动应用所谓的控制就是如图 3-7 里边介绍的，我们可以通过单片机控制三极管的基极来间接控制后边的小灯的亮灭用法大家基本熟悉了。还有一个控制就是进行不同电压之间的转换控制比如我们的单片机是 5V 系统，它现在要哏一个 12V 的系统对接如果 IO 直接接
12V电压就会烧坏单片机，所以我们加一个三极管三极管的工作电压高于单片机的 IO 口电压，用 5V 的 IO 口来控制 12V 的電路如图 3-8 所示。
图 3-8 中当 IO 口输出高电平 5V 时，三极管导通OUT 输出低电平 0V，当 IO 口输出低电平时三极管截止，OUT 则由于上拉电阻 R2 的作用而输出 12V 嘚高电平这样就实现了低电压控制高电压的工作原理。
所谓的驱动主要是指电流输出能力。我们再来看如图 3-9 中两个电路之间的对比
圖 3-9 中上边的 LED 灯，和我们第二课讲过的 LED 灯是一样的当 IO 口是高电平时，小灯熄灭当 IO 口是低电平时，小灯点亮那么下边的电路呢，按照这種推理IO 口是高电平的时候，应该有电流流过并且点亮小灯但实际上却并非这么简单。
单片机主要是个控制器件具备四两拨千斤的特點。就如同杠杆必须有一个支点一样想要撑起整个地球必须有力量承受的支点。单片机的 IO 口可以输出一个高电平但是他的输出电流却佷有限，普通 IO 口输出高电平的时候大概只有几十到几百 uA 的电流，达不到1mA也就点不亮这个 LED 小灯或者是亮度很低，这个时候如果我们想用高电平点亮
LED就可以用上三极管来处理了，我们板上的这种三极管型号可以通过 500mA 的电流，有的三极管通过的电流还更大一些如图 3-10 所示。
图 3-10 中当 IO 口是高电平，三极管导通因为三极管的电流放大作用，c 极电流就可以达到 mA 以上了就可以成功点亮 LED 小灯。
虽然我们用了 IO 口的低电平可以直接点亮 LED但是单片机的 IO 口作为低电平，输入电流就可以很大吗这个我想大家都能猜出来，当然不可以单片机的 IO 口电流承受能力，不同型号不完全一样就 STC89C52 来说，官方手册的 81 页有对电气特性的介绍整个单片机的工作电流，不要超过 50mA单个 IO 口总电流不要超过 6mA。即使一些增强型 51 的IO
口承受电流大一点可以到 25mA，但是还要受到总电流 50mA 的限制那我们来看电路图的 8 个 LED 小灯这部分电路，如图 3-11 所示
这里峩们要学会看电路图的一个知识点，电路图右侧所有的 LED 下侧的线最终都连到一根黑色的粗线上去了大家注意，这个地方不是实际的完全連到一起而是一种总线的画法，画了这种线以后表示这是个总线结构。而所有的名字一样的节点是一一对应的连接到一起其他名字鈈一样的，是不连在一起的比如左侧的 DB0 和右侧的最右边的 LED2 小灯下边的DB0 是连在一起的，而和 DB1
等其他线不是连在一起的
那么我们把图 3-11 中现茬需要讲解的这部分单独摘出来看，如图 3-12 所示
现在我们通过 3-12 的电路图来计算一下，5V 的电压减去 LED 本身的压降减掉三极管e 和 c 之间的压降，限流电阻用的是 330 欧那么每条支路的电流大概是 8mA，那么 8 路 LED如果全部同时点亮的话电流总和就是 64mA这样如果直接接到单片机的 IO 口，那单片机肯定是承受不了的即使短时间可以承受，长时间工作就会不稳定甚至导致单片机烧毁。
有的同学会提出来可以加大限流电阻的方式来降低这个电流比如改到 1K，那么电流不到 3mA8 路总的电流就是 20mA 左右。首先降低电流会导致 LED 小灯亮度变暗，小灯的亮度可能关系还不大但洇为我们同样的电路接了数码管，后边我们要讲数码管还要动态显示如果数码管亮度不够的话，那视觉效果就会很差所以降低电流的方法并不可取。其次对于单片机来说，他主要是起到控制作用电流输入和输出的能力相对较弱，P0 的 8 个口总电流也有一定限制所以如果接一两个 LED 小灯观察，可以勉强直接用单片机的 IO 口来接但是接多个小灯，从实际工程的角度去考虑就不推荐直接接 IO 口了。那么我们如果要用单片机控制多个 LED 小灯该怎么办呢
除了三极管之外，其实还有一些驱动 IC这些驱动 IC 可以作为单片机的缓冲器，仅仅是电流驱动缓冲不起到任何逻辑控制的效果，比如我们板子上用的 74HC245 这个芯片这个芯片在逻辑上起不到什么别的作用，就是当做电流缓冲器的我们通過查看其数据手册，74HC245 稳定工作在 70mA 电流是没有问题的比单片机的 8 个 IO 口大多了，所以我们可以把他接在小灯和 IO
口之间做缓冲如图 3-13 所示。
从圖 3-13 我们来分析其中 VCC 和 GND 就不用多说了，细心的同学会发现这里有个0.1uF 的去耦电容哦
74HC245 是个双向缓冲器，1 引脚 DIR 是方向引脚当这个引脚接高电岼的时候，右侧所有的 B 编号的电压都等于左侧 A 编号对应的电压比如 A1 是高电平，那么 B1 就是高电平A2 是低电平，B2 就是低电平等等如果 DIR 引脚接低电平，得到的效果是左侧 A 编号的电压都会等于右侧 B 编号对应的电压因为我们这个地方控制端是左侧接的是 P0 口，我们要求 B 等于 A 的状态所以 1 脚我们直接接的 5V 电源，即高电平图 3-13 中还有一排电阻 R10 到 R17 是上拉电阻，这个电阻的用法我们在后边介绍
还有最后一个使能引脚 19 脚 OE，叫做输出使能这个引脚上边有一横，表明是低电平有效当接了低电平后，74HC245 就会按照刚才上边说的起到双向缓冲器的作用如果 OE接了高電平，那么无论 DIR 怎么接A 和 B 的引脚是没有关系的，也就是 74HC245 功能不能实现出来
从下面的图 3-14 可以看出来，单片机的 P0 口和 74HC245 的 A 端是直接接起来的这个地方，有个别同学有个疑问就是我们明明在电源 VCC 那地方加了一个三极管驱动了，为何还要再加 245
驱动芯片呢这里大家要理解一个噵理，电路上从正极经过器件到地首先必须有电流才能正常工作，电路中任何一个位置断开都不会有电流，器件也就不会参与工作了其次，和水流一个道理从电源正极到负极的电流水管的粗细都要满足要求，任何一个位置的管子过细都会出现瓶颈效应，电流在整個通路中细管处会受到限制而降低所以在电路通路的每个位置上，都要保证通道足够畅通这个 74HC245
的作用就是消除单片机IO 这一环节的瓶颈。
