基于單片機(jī)的電流檢測電路設(shè)計(jì)

1、 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目基于電流檢測電路的設(shè)計(jì)英文題目InfraredElectriccurrentexaminationelectriccircuitofthedesign院系電子工程學(xué)院專業(yè)自動化姓名同組人員年級大三指導(dǎo)教師2010年06月摘要在單片機(jī)檢測電流的過程中，因?yàn)殡娏髁渴悄M量，并且對于電流量不能直接進(jìn)行讀取，所以需要將電流量轉(zhuǎn)化為電壓量，再通過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行讀取和處理。單片機(jī)對模擬信號的讀取是通過A/D轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的，使用了ADC0809芯片,關(guān)于芯片的介紹參考后面的內(nèi)容，從電流量到電壓量的轉(zhuǎn)換時(shí)通過電流傳感器來實(shí)現(xiàn)的，這是檢測電流的關(guān)鍵。下面先介紹電流傳感器的基礎(chǔ)知識，接著介紹

2、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)電流傳感器所必須的器件和軟件，然后逐步分析程序的各個(gè)只要模塊以及程序的全貌?！娟P(guān)鍵詞】：ADC0809，電流檢測，8051單片機(jī)InfraredelectriccurrentexaninationelectriccircuitofthedesignAbstractInthecourseofthecurrentSCMtest,Becausetheelectriccurrentistheanalog,AndtheelectriccurrentcannotbereaddirectlyThereforeneedstotransformtheamperageasthevoltagequanti

3、ty,SwitchcarriesonthereadandprocessingagainthroughA/theD.MicrocontrollerreadstheanalogsignalthroughA/Dconvertertoachieve,UsetheADC0809chip,Referenceonthechipbehindtheintroductioncontent,Fromtheamountofelectriccurrenttovoltageconversionisachievedthroughthecurrentsensor,Thisisexaminestheelectriccurren

4、tthekey.Thefollowingwillintroducethebasicsofcurrentsensor,Thentheintroductionrealizesthemonolithicintegratedcircuitelectriccurrentsensortocomponentandsoftware,Thengraduallythevariousanalyticalprocedures,andproceduresofthepictureaslongasthemodule.【關(guān)鍵詞】ADC0809,electriccurrentexamination,Microcontrolle

5、r8051目錄錯(cuò)誤!未定義書簽。TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 摘要IAbstract3引言5第一章總體設(shè)計(jì)6 HYPERLINK l bookmark14 第二章控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l bookmark16 2.1顯示部分電路圖62.2電流傳感器原理7第三章控制系統(tǒng)統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)103.1程序流程圖.103.2子程序11總結(jié).13參考文獻(xiàn)14致謝.15附錄.16引言電流的檢測在人們的生產(chǎn)和生活的過程中都是十分普遍的，特別是當(dāng)電流量是模擬信號時(shí)，給人們的檢測帶來了許多的不變，在利用現(xiàn)代科技的高度發(fā)達(dá)給對電流的檢測帶來了簡便的方法，從而給

6、全世界的人們的生產(chǎn)和生活都會帶來極大的方便的。本裝置是以8051和BS211單片機(jī)為核心，ADC0809作為信號轉(zhuǎn)換器，DM74163N作為分頻器的電流檢測電路。為實(shí)現(xiàn)電流數(shù)據(jù)采集和傳輸提供了極大的便利。該系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于操作，可靠性高，將會有更廣闊的開發(fā)前景。本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。第一章總體設(shè)計(jì)和主要特點(diǎn)本章介紹控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)電路的原理框圖。1.1整體系統(tǒng)框圖第二章控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1顯示部分電路圖22電流傳感器工作原理電流傳感器是傳感器的一種

7、分類，其主要信號源是采集信號的電流大小！主要參數(shù)為其電流大小！檢測方法一般是檢測電流特性的器件，一般有電流表之類的！工作原理主要是霍爾效應(yīng)原理.一、以零磁通閉環(huán)產(chǎn)品原理為例:1、當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過電流傳感器時(shí)，原邊電流IP會產(chǎn)生磁力線，原邊磁力線集中在磁芯氣隙周圍，內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電片可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的，大小僅為幾毫伏的感應(yīng)電壓，通過后續(xù)電子電路可把這個(gè)微小的信號轉(zhuǎn)變成副邊電流IS,并存在以下關(guān)系式：IS*NS=IP*NP其中，IS副邊電流；IP原邊電流；NP原邊線圈匝數(shù)；NS副邊線圈匝數(shù)；NP/NS匝數(shù)比，一般取NP=1。電流傳感器的輸出信號是副邊電流IS,它與輸入信號（原邊電流I

8、P）成正比，IS一般很小，只有10400mA。如果輸出電流經(jīng)過測量電阻RM,則可以得到一個(gè)與原邊電流成正比的大小為幾伏的電壓輸出信號。2、傳感器供電電壓VAVA指電流傳感器的供電電壓，它必須在傳感器所規(guī)定的范圍內(nèi)。超過此范圍，傳感器不能正常工作或可靠性降低，另外，傳感器的供電電壓VA又分為正極供電電壓VA+和負(fù)極供電電壓VA-。要注意單相供電的傳感器，其供電電壓VAmin是雙相供電電壓VAmin的2倍，所以其測量范圍要相供高于雙電的傳感器。3、測量范圍Ipmax測量范圍指電流傳感器可測量的最大電流值，測量范圍一般高于標(biāo)準(zhǔn)額定IPN。二、電流傳感器主要特性參數(shù)1、標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN和額定輸出電流I

9、SNIPN指電流傳感器所能測試的標(biāo)準(zhǔn)額定值，用有效值表示（A.rms）,IPN的大小與傳感器產(chǎn)品的型號有關(guān)。ISN指電流傳感器額定輸出電流，一般為10400mA，當(dāng)然根據(jù)某些型號具體可能會有所不同。2、偏移電流ISO偏移電流也叫殘余電流或剩余電流，它主要是由霍爾元件或電子電路中運(yùn)算放大器工作狀態(tài)不穩(wěn)造成的。電流傳感器在生產(chǎn)時(shí)，在25C,IP=0時(shí)的情況下，偏移電流已調(diào)至最小，但傳感器在離開生產(chǎn)線時(shí)，都會產(chǎn)生一定大小的偏移電流。產(chǎn)品技術(shù)文檔中提到的精度已考慮了偏移電流增加的影響。3、線性度線性度決定了傳感器輸出信號（副邊電流IS）與輸入信號（原邊電流IP）在測量范圍內(nèi)成正比的程度。4、溫度漂移偏

10、移電流ISO是在25C時(shí)計(jì)算出來的，當(dāng)霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時(shí)，ISO會產(chǎn)生變化。因此，考慮偏移電流ISO的最大變化是很重要的，其中，IOT是指電流傳感器性能表中的溫度漂移值。5、過載電流傳感器的過載能力是指發(fā)生電流過載時(shí)，在測量范圍之外，原邊電流仍會增加，而且過載電流的持續(xù)時(shí)間可能很短，而過載值有可能超過傳感器的允許值，過載電流值傳感器一般測量不出來，但不會對傳感器造成損壞。6、精度霍爾效應(yīng)傳感器的精度取決于標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN。在+25C時(shí)，傳感器測量精度與原邊電流有一定影響，同時(shí)評定傳感器精度時(shí)還必須考慮偏移電流、線性度、溫度漂移的影響。3.1程序流程圖第三章控制系統(tǒng)統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)程序流程圖

11、3.2A/D轉(zhuǎn)換子程序EXTRN-INT：PUSHACCPUSHpswMOVPSW,#018HMOVDPTR,#78FFH;A/D轉(zhuǎn)換器首地址MOVXA,DPTRMOVR1,#030H;存儲A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)的地址MOVR1,APOPPSWPOPACCRETI首地址是78FFH，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)會向單片機(jī)發(fā)出中斷請求信號，觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷，此時(shí)單片機(jī)響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。3.2顯示子程序DISPLAY:MOVA,31H；將29H中的16進(jìn)制轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制MOVB,#10DIVABMOVB-BIT,AMOVA-BIT,B；制定查表啟始地址；顯示1000次；取個(gè)位數(shù)MOV

12、DPTR,#NUMTABMOVR0,#4DPL1:MOVR1,#250DPLOP:MOVA,A-BITMOVCA,A+DPTRMOVP0,AMOVP2.0ACALLD1MSSETBP2.0MOVA,B-BIT；取十位數(shù)MOVCA,A+DPTRMOVP0,ACLRP2.1；開十位顯示ACALLD1MSSETBP21DJNZR1,DPLOPDJNZR0,DPL1RETD1MS:MOVR7,#80DJNZR7,SRET；實(shí)驗(yàn)板上的7段數(shù)碼管09數(shù)字的共陰極顯示代碼NUMTAB:DB03FH,06H,5BH,4FH,66H,06DH,07DH,07H,07FH,06FH該子程序就是將緩存中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成

13、十進(jìn)制數(shù)，然后再顯示十位和個(gè)位的數(shù)。總結(jié)本設(shè)計(jì)是采用一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行對電流檢測控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作，并有效的進(jìn)行控制輸出，它具有全集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠性和低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)本作品時(shí)，通過查閱網(wǎng)絡(luò)與圖書館搜集到的資料，再加上指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與資料提供，與生活中對于單片機(jī)的工作原理的觀察和同紅外釋傳感器研究相結(jié)合，設(shè)計(jì)出了這一套電流檢測系統(tǒng)的主要硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)，基本完成了課題的要求，但是由于設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)尚淺，對課題的研究經(jīng)驗(yàn)還不成熟，使得在技術(shù)的解決與運(yùn)用上顯得粗糙了一些，在某些技術(shù)關(guān)鍵上的敘述不能達(dá)到詳細(xì)、精辟。但是這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)卻不缺乏自己的特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。由于考慮到

14、了成本使用的問題，在硬件上使用了8051單片機(jī)；在軟件上，充分利用了8051的強(qiáng)大功能，實(shí)現(xiàn)了信息的快速處理和控制、顯示功能，能精確檢測。李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用.西安.西安電子科技大學(xué)出版社，2002.2余永權(quán).單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2003.10.周平，伍云輝單片機(jī)應(yīng)用技術(shù).電子科技大學(xué)出版社，2004.6何立明，MCS-51系列單片機(jī)配置接口技術(shù)，北航出版社，1999大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)組.大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn).北京：高等教育出版社，2004.5.戴梅萼，史嘉權(quán).微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用.清華大學(xué)出版社，2008.3ShortMessagePeretoPereProtocolS

15、pecifi-cationv3.4(documentversion:-12-oct-1999issue1.2)S參考資料： HYPERLINK /Upload/Tech/538.htm /Upload/Tech/538.htm致謝這兩周來，得到姜老師和專業(yè)老師對我的諄諄教誨和幫助，學(xué)會了8051單片機(jī)工作原理以及電路的設(shè)計(jì)，控制電路的設(shè)計(jì)等等，使自己多年來所學(xué)的理論知識和實(shí)踐做到有機(jī)的組合，進(jìn)一步深化鞏固自己的理論知識。同時(shí)也讓我深深體味到電子是一種更新很快的行業(yè)，要想跟上時(shí)代，就得自我不斷的努力，只靠在學(xué)校所學(xué)的東西是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以必須在以后的工作的中不斷的學(xué)習(xí)，打下堅(jiān)定的基礎(chǔ)。在此，我表示衷心的感謝。尤其是指導(dǎo)老師對我的關(guān)心和幫助，這次課程設(shè)計(jì)能圓滿的成功，多是得于指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)和詳細(xì)的批改。他無論在理論上還是實(shí)踐中都給予我有很大的幫助，使我得到不少的提高，這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。另外，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，同組的同學(xué)同樣給了我很大的幫助，此外我還得到很多同學(xué)的不少幫助，解決了不少的難題。在此，我由衷的感謝他們對我的幫助。附錄P3.7/RDP3.6/WR