【導(dǎo)讀】效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)并帶過(guò)流保護(hù)的裝置。該裝置在片外擴(kuò)展A/D轉(zhuǎn)換接口，系統(tǒng)選用。ADC0804轉(zhuǎn)換器，電流檢測(cè)元件采用ACS712霍爾傳感器。的直流電流信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換工作，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADC0804向CPU發(fā)出一個(gè)信號(hào)，并且采用新型超低電壓檢測(cè)器PT7M6lOl及一些通用元器件設(shè)計(jì)的一種通用過(guò)流保護(hù)。電路，經(jīng)實(shí)驗(yàn)其效果較好。該保護(hù)電路的特點(diǎn)是：最大的允許工作電流Imax可設(shè)定；在

　　

【正文】 SOT235 封裝的型號(hào)為 PT7M61O1CHTA。三種不同封裝的引腳排列如下圖所示。 圖 SC70 SOT23 TO94 封裝 PT7M61O1 的主要參數(shù)：工作電壓范圍 ~；靜態(tài)電流大小與工作電壓 Vcc 有關(guān)：Vcc= 時(shí)為 、 Vcc= 時(shí)為 9μA、 Vcc= 時(shí)為 l6μA：檢測(cè)電壓的閬值電壓VTH=lOOmV，在工作溫度范圍內(nèi)，其精確度在 lOOmV177。3%范圍內(nèi)；推挽輸出為高電平時(shí)，Vout≥，輸出為低電平時(shí)， Vcc≤；滯后電壓典型值為 1OmV；工作溫度范圍為40~+85℃ 。 過(guò)流保護(hù)電路及工作原理 過(guò)流保護(hù)電路如下圖所示。 圖 過(guò)流保護(hù)電路原理圖 它是由 PMOSFET(VT1)、負(fù)載 電阻 （ RL)、電流檢測(cè) 電阻 (Rs)、 CH 型電壓檢測(cè)器(PT7M6101CHTA)、 繼電器 (J)、驅(qū)動(dòng)三極管 (VT2)及 LED 等組成。其工作原理如下：接通第 5 章 過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 電源開關(guān)以后，若工作電流正常時(shí)， VT1 的柵極 G 經(jīng)全申，器的常閉觸頭后接地，使 VT1的 Vgs=5V， VT1 導(dǎo)通， 5V電源經(jīng) VT1 后給負(fù)載 RL 供電，工作電流為 Il(小于最大允許電流 Ilmax 負(fù)載電流 Il 流過(guò) Rs 后，在 Rs 上的電壓 Vrs=IlRs1OOmV。則 CH 型電壓檢測(cè)器輸出低電平， VT2 截止，繼電器不吸合， LED 也不亮，繼電器的常閉觸頭接地，保證負(fù)載正常工作 0 一旦負(fù)載電流超過(guò)最大允許電；充 IL叩 x,則流過(guò) Rs 后的壓降 VrslOOmV，電壓檢測(cè)器 (CH 型 )輸出高電平 [14]。這個(gè)高電平使 VT2 導(dǎo)通，繼電器得電吸合，常閉觸頭斷開，常開觸頭接地。這樣使 VTI 的柵極 G 與源極 S 經(jīng)過(guò) R1 接在一起， Vgs=0， VT1 截止；與此同時(shí)，常開觸頭接地，使繼電器自保 (保持吸合狀態(tài) )， LDE 亮。 VT1 截止，使 RL的 Il≈0， Vrs≈OV， CH 型電壓檢測(cè)器的輸入 Vin=OV，其輸出 Vout 也為低申，平 )則 VT2截止，但繼電器 J 因自保，保持了負(fù)載電源的斷開，并且 LED 一直亮著，指示出已發(fā)生了過(guò)流狀態(tài)。 電路在檢測(cè)后，排除過(guò)流故障后，再合上電源開關(guān) K，電路又恢復(fù)正常。上圖中 C1是防止在有過(guò)流發(fā)生時(shí)避免繼電器發(fā)生震蕩而設(shè)置的。有關(guān)參數(shù)的計(jì)算及選擇 （ 1） 電流檢測(cè)電阻 Rs 的計(jì)算與選則：負(fù)載的正常工作電流為 IL，最大的允許工作電流為 Imax。 Imax是根據(jù)負(fù)載的工作情況來(lái)設(shè)定。當(dāng) Imax設(shè)定后， Rs可按 Rs=lOOmV/Imax(A)計(jì)算，例如， Imax 設(shè)定為 2A,則 Rs=100mV/2A=50mΩ。 Rs 可選擇高精度采樣電阻，其標(biāo)準(zhǔn)阻值為 、 、 功耗為 2W。不可采用一般的貼片式電阻，其 誤 差太大會(huì)影響電路精確度。 （ 2） VT1 的選接 :VTI 為 P MOSFET 其要求為 :VT1 的 Vds 要大于電源電壓；其漏極電流 Id 要大于 Imax；并且要選擇其導(dǎo)通電阻 Rds(on)。在本例中，選擇型號(hào)為 Si9934DY 的雙 PMOSFET。其主要參數(shù)如下： Vds=12V、 Vgs=， Rds(on)=， Id=177。5A。該 PMOSFET 為 8 引腳 SO8 封裝，內(nèi)部有兩個(gè)獨(dú)立的 PMOSFET。如果將內(nèi)部?jī)蒔MOSFET 并聯(lián)，則其 Rds(on)減小一半，而 Id 增加一倍， Rds(on)=， Id=177。1OA。Si9934DY 的引腳排列如下圖所示 [15]。 圖 Si9934DY 引腳 圖 東北電力大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 例如， Il=4A， Rds(on)=，則在 VT1 上的壓降 Vdp=IlRds(on)=4A，即Vdp=。其功率損耗 Pd=VdpIl=4A=，在 VT1 上的電壓降及功率耗損是很小的。實(shí)際上 Rds(on)= Vgs=，現(xiàn) Vgs=5V 時(shí)。并聯(lián)后的 Rds(on)值小于 。則 Vdp 與 Pd 會(huì)更小一些。 （ 3） 繼電器 J 的選擇由于繼電器觸頭通過(guò)的電流極小可采用超小型直流小功率電磁繼電器，其額定電壓為 50mV。壽命 10 的 5 次方。 電路模塊 由于該電路簡(jiǎn)單、尺寸不大，有一定的通用性，有可能做成模塊，如下圖所示。 Vdd為電源輸入端， GND 為地， Vl 與 Vdet 之間接 Rl,Vdet 與 GND 之間接 Rs。 如圖所示 圖 過(guò)流保 護(hù)電路模塊 第 6 章 軟件系統(tǒng)仿真 25 第 6 章 軟件系統(tǒng)仿真 仿真軟件介紹 Proteus 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿 真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086和 MSP430 等， 2020 年又增加了 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 功能特點(diǎn)： Proteus 軟件具有其它 EDA 工具軟件（例： multisim）的功能。這些功能 是：1．原理布圖 ； 2． PCB 自動(dòng)或人工布線； 3． SPICE 電路仿真。革命性的特點(diǎn)： 1．互動(dòng)的電路仿真，用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達(dá)， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件。 2．仿真處理器及其外圍電路，可以仿真 51 系列、 AVR、PIC、 ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型 上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配臵的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus 建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境 [16]。 系統(tǒng)仿真過(guò)程 與 結(jié)果 在 Proteus 中繪制系統(tǒng)原理圖如圖 為了能夠多次取值仿真，便于更準(zhǔn)確測(cè)設(shè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將原電路圖中的電源電路改為了一個(gè)模擬電流源直接與 ACS712 連接 。如圖 雙擊原理圖中的單片機(jī)，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件： *.HEX 東北電力大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 圖 系統(tǒng)原理圖 圖 系統(tǒng)輸入端 圖 錄入程序 第 6 章 軟件系統(tǒng)仿真 27 點(diǎn)擊確定對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 我們將模擬電流源電流大小調(diào)整為 4，測(cè)試通過(guò)系統(tǒng)檢測(cè)后得到并顯示的結(jié)果是否一致。 圖 調(diào)整電源輸入 點(diǎn)擊開始按鈕開始系統(tǒng)測(cè)試 系統(tǒng)正常運(yùn)行，數(shù)碼管顯示出 檢測(cè)結(jié)果為 ,在系統(tǒng)誤差允許的范圍內(nèi)，檢測(cè)結(jié)果與電流源給定值基本相等，符合設(shè)計(jì)要求。 圖 仿真結(jié)果 東北電力大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 結(jié) 論 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通，而且豐富了大腦，同 時(shí)在查找資料的過(guò)程中也了解了許多課外知識(shí)，開拓了視野，認(rèn)識(shí)了將來(lái)電子的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是 對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開端，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠 培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè)，從老師的角度來(lái)說(shuō)，指導(dǎo)做畢業(yè)設(shè)計(jì)是老師對(duì)學(xué)生所做的最后一次執(zhí)手訓(xùn)練。其次，畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)是老師檢驗(yàn)其教學(xué)效果，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量的絕好機(jī)會(huì)。 畢業(yè)的時(shí)間一天一天的臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的大概總結(jié)，但是真的面對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯(cuò)誤的。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)太理論化了，面對(duì)單獨(dú)的課題的是感覺(jué)很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有 到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 參考文獻(xiàn) 29 參考文獻(xiàn) [1] 何立民 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù) [M].北京 :北京航空航天大學(xué) ,1990:94107 [2] 李曉荃 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 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