单片机:由于手头上STC89C52RC很多,而且这也是大多数人比较常用的,所以我用了89C52RC做处理器。
ADC采样:这个单片机没有内置ADC,我采用XPT2046做ADC采集,XPT2046不仅精度高(12位ADC),
而且有四个通道,还很便宜,非常适合ADC采样。
基准电压:由于随着输入电压与负载的波动,会使得XPT2046的电压不是标准的5V,虽然XPT2046内置了
基准电压,但是太小了,会导致这个表的量程不够,所以我采用了TL431产生一个基准电压。
采样电阻:电流采样使用一个0.1欧姆1%精度,2512封装的贴片电阻,如果有1A电流,则产生0.1W的功耗,
取样电阻不会发烫,但是此时电阻只有0.1V的电压理论ADC采集是没问题,但是如果流过0.1A,
那只有0.01V的电压,ADC采样就不合适,所以需要放大。电压采样采用两个0603的电阻并联,
由于接了跟随器,所以这两个电阻可以取大一些降低功耗(虽然问题不大)。
放大电路:采用LM358,一路做电流采样的放大,本项目是放大10倍,另一路做电压采样跟随器。
LM358存在零点漂移,所以在设置放大倍数的适合可能需要进行微调。
显示:使用了OLED,测试0.96寸的,实际可以使用0.91寸即可。
电路原理图(json格式的):如下:
PCB文件(json格式的):
制作出来的实物图如下:
校正方法:接入负载,输出一个足够大的电流,1A最好,然后测试取样电阻的电压,应该是0.1V,然后可以微调LM358的电阻使得OLED的显示正确,也可以在代码微调,代码里面有微调系数。附加功能:加了三个按键,可以额外开发更多功能。代码留有很多开发的余地,并且可以自己编程序显示电阻和功率。
单片机源程序如下:
#include "oled.h"#include "bmp.h" #include "xpt2046.h" typedef unsigned int u16; #define v_verf 3.6 //基准电压最大值 #define v_aver 2 //分压比例 #define v_correction 1 #define i_correction 0.95 void delay(unsigned int i) { while(i--); } void v_datapros() { u16 v_value; u16 v; delay(50000); v_value= Read_AD_Data(0xD4); delay(50000); v=(float)v_value*v_verf/4095*1000*2; //4944 OLED_ShowChar(8,2,v/1000+0x30,16); OLED_ShowChar(16,2,'.',16); OLED_ShowChar(24,2,v%1000/100+0x30,16); OLED_ShowChar(32,2,v%100/10+0x30,16); OLED_ShowChar(40,2,v%10+0x30,16); } void i_datapros() { u16 i_value; u16 i; delay(50000); i_value= Read_AD_Data(0x94); delay(50000); // OLED_ShowChar(8,6,i_value/1000+0x30,16); // OLED_ShowChar(16,6,i_value%1000/100+0x30,16); // OLED_ShowChar(24,6,i_value%100/10+0x30,16); // OLED_ShowChar(32,6,i_value%10+0x30,16); i=(float)i_value*v_verf/4095*1000*i_correction; //ma OLED_ShowChar(8,6,i/1000+0x30,16); OLED_ShowChar(16,6,i%1000/100+0x30,16); OLED_ShowChar(24,6,i%100/10+0x30,16); OLED_ShowChar(32,6,i%10+0x30,16); } void main(void) { OLED_Init(); //OLED初始化 OLED_Clear(); // OLED_DrawBMP(0,0,128,1,BMP1); delay(50000); while(1) { v_datapros(); i_datapros(); } }
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