电流检测电路设计.docx

课程设计报告题 目： 电流检测电路设计 课程名称： 电子信息工程课程设计 学生姓名： 焦道楠 学生学号： 1314020114 年 级： 2013级 专 业： 电子信息工程 班 级： （1）班 指导教师： 王留留 电子工程学院制2016年3月 目 录1 绪论12 设计的任务与要求12.1 课程设计的任务12.2 课程设计的要求13 设计方案制定13.1 设计的原理13.2 设计的技术方案24 设计方案实施34.1 单片机模块34.2 传感器模块44.3 A/D转换模块54.4 LCD12864点阵液晶显示模块65 各模块PCB图75.1 单片机模块75.2 传感器模块76 系统的程序设计97 心得体会10参考文献10 电流检测电路设计学 生：焦道楠指导教师：王留留电子工程学院电子信息工程专业1 绪论 在电学中的测量技术涉及的范围非常广，广泛应用于学校、工业、工厂、科研等各种领域，供实验室和工业现场测量使用。随着电子技术的不断发展，在数字化和智能化不断成为主体的今天，电压、电流测量系统中占有非常重要的位置。我们在分析和总结了单片机技术的发展历史及发展趋势的基础上，以实用、可靠、经济的设计原则为目标，设计出全数字化测量电压电流装置。系统主要以AT89C51单片机为控制核心，整个系统由中央控制模块、A/D转换模块、LED显示模块组成。可实现对待测电压、电流的测量，在数码管上显示。本次课程设计我所做的项目是基于单片机的电流检测系统，主要用到A/D转换和数码管显示。近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门以及人们生活的各个 方面。各种类型的单片机也根据社会的需求而相继开发出来。单片机是一个器件级的计算机系统，实际上它是一个微控制器或微处理器。由于它功能齐全，体积小，成本低，因此它可以应用到所有的电子系统中。AT89C51是一种带4K字节闪存的可编程可插除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复的擦除多次，该器件采用ATMEL高密度非易失性存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能的8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。2 设计的任务与要求2.1 课程设计的任务利用单片机及其相关知识，设计一个电流检测电路。2.2 课程设计的要求（1）画出相应电流检测电路的原理图，并进行检测，生成PCB板；（2）编写程序，实现电流检测功能；（3）情况允许的情况下，做出实物，并估算其成本。3 设计方案制定3.1 设计的原理本设计采用AT89C51单片机芯片配合ADC0804模/数转换芯片构成一个简易的电流检测电路。电路通过ADC0804芯片调理电路输入口IN0输入的0～5 V的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道D0～D7传送给AT89C51芯片的P3口。AT89C51负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码，并通过其P0口传送给数码管。同时它还通过I/O口P2.0、P2.1、P2.2、P2.3产生位选信号，控制数码管的亮灭。另外AT89C51还控制ADC0804的工作；P2.4和P1.1共同控制ADC0804的地址锁存端(ALE)和启动端(START)； P1.2控制ADC0804的转换结束信号(EOC)。因为需要采集的数据是直流电流，由于ADC0804是逐次比较型8位串行A/D转换器，只能输入电压信号，故在数据采集之前先要把直流电流信号转化为直流电压信号。通过适当的外围电路就可以实现了。输入电压经过ADC0804进行数据转换和数据采集，采集结果为8位二进制数，为了方便分析，也可以看成是16进制数。最后应用程序把相应字符传输给AT89C51管理芯片并通过数码管显示数据。其中ADC0804的数据采集和AT89C51管理都需要在51单片机中编程实现数据传输和控制。3.2 设计的技术方案模拟量数据转换信号图1电流检测电路工作流程图由于AT89C51片内没有A/D转换，根据系统的设计要求，需要在片外扩展A/D转换接口。系统选用ADC0804，ADC0804的DB0～DB7分别接单片机的P0.0～P0.7，AGND、DGND、CS、VIN-接地，RD、WR分别接单片机的RD、WR端，中断请求INTR接单片机的P2.0口，VIN+接采集信号输入。调整变阻器HAUBLAN20K，使辅助参考端VREF脚得到2.56V标准电压。在CLKIN、CLKOUT端设计RC振荡电路，由于ADC0804频率限制在100Hz～1460kHz，通过对频率公式F=1/(1.1RC)的计算，选择电阻R=20k，电容C=200pF，即可得到符合设计要求的频率