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基于立创·地文星CW32F030C8T6开发板的电压电流表

MSrrJoETVZ 发布

前言:

本项目为2024年暑期电压电流表复刻项目,鼠鼠暑假闲来无事(bushi)参加了本次训练营,由于刚步入大学没多久,对于硬件知识知之甚少,木有办法支撑自己去修改硬件原理图和pcb设计部分,鼠鼠只能以CV的方式,复刻此次项目,丰富自己对于硬件设计方面的知识。

复刻成品(未接R0电阻时)

 

 

一.项目简介

      该项目为基于立创·地文星CW32F030C8T6开发板的电压电流表,利用CW32内部ADC 1.5V基准参考实现对电压电流的数据采集,采集结果经均值滤波后显示到数码管上,完成简单的电压电流测量,5种模式可以标定电压电流让测量更加精准。

 

二.硬件电路

1.整体原理图

 
2.主控芯片及ADC电压电流表采集

       项目直接利用立创地文星,地文星主控芯片为CW32F030C8T6芯片,该芯片内部集成了真12位ADC逐次逼近数模转换器,有着212的分辨率ADC可使用4路通道 分别是电源电压(VDDA)、内部1.5V参考基准、内部2.5V参考基准和外部PB00引脚基准电压(由TL431提供)。

电压采集利用的是分压测量电压电流(采集范围0~30V)

不同的分压比,可以改变测量范围,但越高的分压比往往会伴随着精度下降,根据需要选择合适的分压比,就十分必要了。

电流采集使用的低侧电流采样电路(采集范围0~3A)

ADC数模转换器无法直接的测量电流大小只能通过一个采样电阻进行采样,电流设计最大为3A。至于为什么是100m欧呢?鼠鼠只能简单的解释一下100毫欧电阻阻值较小压降较小V = I * R = 3A * 0.1Ω = 0.3V,可以有足够大的电压信号输入ADC_IN12,便与检测电压,从而间接的计算出电流大小,且 P = 3A2* 0.1Ω = 0.9W功率相对较低的功耗,不会导致电阻过热 。

3.电路板焊接及BOM物料

       由于基本都是插件,鼠鼠虽然没有较多的焊接经验,但目前手上的黄花电烙铁去焊接这块电路板也是十分轻松的,但是由于TL431孔与孔的间距太小的问题,焊接时容易使焊盘连锡,鼠鼠焊坏了一块,可以选择较大封装的TL431,鼠鼠就不在修改了。特别提醒:焊接过程中请先不要焊接R0电阻,待完成实验后再焊接R0电阻。

       白色数码管是在tb买的0.28英寸 白色数码管 共阳极,但BOM表中的是共阴极数码管。为什么鼠鼠会买共阳极的呢?当然是学习共阳极数码管的使用(bushi)2mm香蕉插座买的K2A33,关键词搜索即可,其他的都是根据BOM表在立创商城下单的的。详细物料请看附件bom表内容。

鼠鼠精力有限其他硬件电路就不再多讲,有需要的可以看下方的官方文档和视频。

三.软件程序

       软件使用的是keil5,软件代码是根据训练营官方文档(链接)中程序学习参考,在实验案例的基础上将共阴极数码管改为共阳极数码管。

       共阳极修改内容。根据数码管原理,很容易的得知共阳极与共阴极数码管的区别(共阳极数码管阳极高电平时为点亮阴极引脚低电平点亮,共阴极与之相反)。我们只需要将Seg_Table[21]中的编码改为所需共阳极编码表当然也可以在原来的取反,但容易出现乱码,建议按照下图修改。然后我们将数码管位号switch函数GPIO引脚设置高电平,最后再将公共端初始化函数Close_Com( )的GPIO设置为低电平,就完成对于共阳极数码管的修改。

    关于电压电流标定值的修改,参照训训练营视频修改或添加几个常见的标定值即可,鼠鼠就不再赘述了。

四.简易组装

     将PCB经测试功能正常后,可以用多余电路板作为底面用M3-5mm塑料铜柱连接,正面使用M3-10mm塑料铜柱连接打印面板后用螺丝螺母固定即可。

    按键无法通过亚克力面板上直接被按到,可以修改为12mm以上的直插按键,当然也可以不替换,使用按键时用签字笔接触按键按即可。

 

 最后,很高兴您能耐心阅读到这里,感谢您的浏览。以上内容是基于鼠鼠个人学习过程中的理解,如有任何错误或不当之处,请您不吝指出,鼠鼠将及时进行修正。

 

演示视频

     因为鼠鼠现在手里没有万用表,所以做一个大概的测试有个大概的结果,无法验证其准确性,过段时间鼠鼠会完整的完成实验测试。

参考设计图片
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