单片机的I/O口不够,怎样同时控制最多81个继电器

想使用单片机同时控制最多81个继电器按照实际要求接通或断开,能否做得到?
单片机的类型很多,比较常见的单片机i/o口一般比较少,一般都是4组以内,每组8个,共32个i/o口,以及3组24个、2组16个、1组8个等,稍多一点的有64个i/o口。但是也有i/o口较多的单片机,比如stm32f103zet6一共144个引脚,具有112个i/o口,足以满足控制要求。
驱动电路如下图所示,由于大部分单片机i/o的的默认值为高电平,因此再设计驱动电路时,采用低电平驱动继电器工作。
但是比较常用的c8051f系列单片机其i/o口数量只有8~64个,若单片机的i/o口不够时怎么办?
1、可以使用74hc595扩展。74hc595是一个具有输出锁存的串行输入8位并行输出的移位寄存器,在驱动数码管当中经常有用到,如下图为使用74hc595驱动数码管的原理,控制继电器时,74hc595的输出口接pnp三极管即可,输入低电平时三极管导通。
2、可以使用可编程逻辑器件cpld进行扩展。使用cpld扩展的好处就是可以扩展很多i/o口,而且不会像使用74hc595那样因为扩展得多了就会有一定的延时。其原理如下图所示,通过读rd、写wr信号以及ad数据地址总线进行传输数据,可以根据需求选择合适i/o口的cpld。
3、使用多片单片机。若一片单片机的i/o口引脚不够也可以使用两片以上的单片机,进行控制继电器,只是需要编写多个单片机程序,若不同单片机之间的继电器需要交互时,单片机之间还需增加通讯接口,可以使用sci、spi等通讯接口。


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