在各種自動控制設備中，都存在一個低壓的自動控制電路與高壓電氣電路的互相連接問題，一方面要使低壓的電子電路的控制信號能夠控制高壓電氣電路的執行元件，如電動機、電磁鐵、電燈等；另一方面又要為電子線路的電氣電路提供良好的電隔離，以保護電子電路和人身的安全，電磁式繼電器便能完成這一橋梁作用。

電磁繼電器是在在輸入電路內電流的作用下，由機械部件的相對運動產生預定響應的一種繼電器。

它包括直流電磁繼電器、交流電磁繼電器、磁保持繼電器、極化繼電器、舌簧繼電器，節能功率繼電器。

（1）直流電磁繼電器：輸入電路中的控制電流為直流的電磁繼電器。

（2）交流電磁繼電器：輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器。

（3）磁保持繼電器：將磁鋼引入磁回路，繼電器線圈斷電后，繼電器的銜鐵仍能保持在線圈通電時的狀態，具有兩個穩定狀態。

（4）極化繼電器：狀態改變取決于輸入激勵量極性的一種直流繼電器。

（5）舌簧繼電器：利用密封在管內，具有觸點簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧的動作來開、閉或轉換線路的繼電器。

（6）節能功率繼電器：輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器，但它的電流大（一般30-100A），體積小， 節電功能。

電磁式繼電器一般由控制線圈、鐵芯、銜鐵、觸點簧片等組成，控制線圈和接點組之間是相互絕緣的，因此，能夠為控制電路起到良好的電氣隔離作用。當我們在繼電器的線圈兩頭加上其線圈的額定的電壓時，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的接通、切斷的開關目的。

下面是一個小型信號繼電器HK4100F-DC5V-SH的實物照片和主要技術參數。。。

HK4100F電磁繼電器 主要技術參數：

品 牌 ：匯科（HUI KE）

型 號 ： HK4100F-DC5V-SH

外形尺寸（mm）： 10.5*15.5*11.8mm（W*L*H）

重 量 ： 3.5g

產 地： 中國寧波 觸點參數：

觸點形式：1C（SPDT）

觸點負載： 3A 220V AC/30V DC

阻 抗： ≤100mΩ

額定電流： 3A

電氣壽命：≥10萬次

機械壽命：≥1000萬次

線圈參數：

阻值（士10%）： 120Ω

線圈功耗：0.2W

額定電壓：DC 5V

吸合電壓：DC 3.75V

釋放電壓：DC 0.5V

工作溫度：-25℃～+70℃

絕緣電阻：≥100MΩ

線圈與觸點間耐壓：4000VAC/1分鐘

觸點與觸點間耐壓：750VAC/1分鐘

圖 1

一、繼電器驅動原理

下圖2是S51增強型單片機實驗板上HK4100F繼電器驅動電路原理圖，三極管T5的基極B接到單片機的P3.6，三極管的發射極E接到繼電器線圈的一端，線圈的另一端接到＋5V電源VCC上；繼電器線圈兩端并接一個二極管IN4148，用于吸收釋放繼電器線圈斷電時產生的反向電動勢，防止反向電勢擊穿三極管T5及干擾其他電路；R3和發光二極管LED9組成一個繼電器狀態指示電路，當繼電器吸合的時候，LED9點亮，這樣就可以直觀的看到繼電器狀態了。

HK4100F電磁繼電器驅動原理圖

圖 2

注：上面圖中所示，CN2的1、2、3為繼電器輸出接線端子，其中1接到繼電器的常開接點，2接到繼電器的動接點，3接到繼電器的常閉接點。當繼電器吸合的時候，1－2將接通，相當于開關閉合。因此我們就可以在端子1－2上接線來控制其他電路了。

驅動原理：

1、當AT89S51單片機的P3.6引腳輸出低電平時，三極管T5飽和導通，＋5V電源加到繼電器線圈兩端，繼電器吸合，同時狀態指示的發光二極管也點亮，繼電器的常開觸點閉合，相當于開關閉合。

2、當AT89S51單片機的P3.6引腳輸出高電平時，三極管T5截止，繼電器線圈兩端沒有電位差，繼電器銜鐵釋放，同時狀態指示的發光二極管也熄滅，繼電器的常開觸點釋放，相當于開關斷開。注：在三極管截止的瞬間，由于線圈中的電流不能突變為零，繼電器線圈兩端會產生一個較高電壓的感應電動勢，線圈產生的感應電動勢則可以通過二極管IN4148釋放，從而保護了三極管免被擊穿，也消除了感應電動勢對其他電路的干擾，這就是二極管D1的保護作用。

二、繼電器驅動程序

下面給出了一個簡單的繼電器控制實驗源程序，控制繼電器不停地吸合、釋放動作，程序很簡單。

程序流程圖 繼電器控制ASM源程序：

ORG 0000H

AJMP START ;跳轉到初始化程序

ORG 0033H

START： MOV SP，#50H ;SP初始化

MOV P3，#0FFH ;端口初始化

MAIN： CLR P3.6 ;P3.6輸出低電平，繼電器吸合

ACALL DELAY ;延時保持一段時間

SETB P3.6 ;P3.6輸出高電平，繼電器釋放

ACALL DELAY ;延時保持一段時間

AJMP MAIN ;返回重復循環

DELAY： MOV R1，#20 ;延時子程序

Y1： MOV R2，#100

Y2： MOV R3，#228

DJNZ R3，$

DJNZ R2，Y2

DJNZ R1，Y1

RET ;延時子程序返回

END

圖 3

在Keil C51中新建工程jdq，輸入上面的源程序，通過編譯后得到HEX格式的燒寫目標文件jdq.hex，將該文件使用ISP編程器燒寫到AT89S51芯片上，然后我們就可以看到單片機驅動實驗板上的繼電器吸合延時1S后釋放。。。“嘀 噠”地響個不停，繼電器普遍的指示燈也在閃爍，繼電器輸出接點也就跟著繼電器的動作而反復通斷開關了。

下面程序驅動繼電器采用了CPL位取反指令，程序的運行結果完全相同：

ORG 0000H

AJMP START ;跳轉到初始化程序

ORG 0033H

START： MOV SP，#50H ;SP初始化

MOV P3，#0FFH ;端口初始化

MAIN： CPL P3.6 ;P3.6輸出電平翻轉，繼電器狀態改變

ACALL DELAY ;延時保持一段時間

AJMP MAIN ;返回重復循環

DELAY： MOV R1，#20 ;延時子程序

Y1： MOV R2，#100

Y2： MOV R3，#228

DJNZ R3，$

DJNZ R2，Y2

DJNZ R1，Y1

RET ;延時子程序返回

END