【正文】 在此，我向身邊關心我的同學致以誠摯的謝意！另外，系里的領導和老師也給了我們必要的指導，我也向系和年級的領導們表示衷心的感謝！最后感謝學院對我這幾年的培養(yǎng)。 還不斷向我傳授分析問題和解決問題的辦法，并指出了正確的努力方向，使我在畢設過程中少走很多彎路。自始至終關心督促畢業(yè)設計進程和進度。此外，還得出一個結論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有 到真正會用的時候才是真的學會了。 總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。在不斷的努力下我的畢業(yè)設計終于完成了。其次，畢業(yè)設計的指導是老師檢驗其教學效果，改進教學方法，提高教學質(zhì)量的絕好機會。 圖 仿真結果 東北電力大學自動化工程學院學士學位論文 28 結 論 通過此次畢業(yè)設計，我不僅把知識融會貫通，而且豐富了大腦，同 時在查找資料的過程中也了解了許多課外知識，開拓了視野，認識了將來電子的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識方面和動手能力方面有了質(zhì)的飛躍。 我們將模擬電流源電流大小調(diào)整為 4，測試通過系統(tǒng)檢測后得到并顯示的結果是否一致。 系統(tǒng)仿真過程 與 結果 在 Proteus 中繪制系統(tǒng)原理圖如圖 為了能夠多次取值仿真，便于更準確測設系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將原電路圖中的電源電路改為了一個模擬電流源直接與 ACS712 連接 。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，能看到運行后輸入輸出的效果。革命性的特點： 1．互動的電路仿真，用戶甚至可以實時采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件。 功能特點： Proteus 軟件具有其它 EDA 工具軟件（例： multisim）的功能。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，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。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。 Vdd為電源輸入端， GND 為地， Vl 與 Vdet 之間接 Rl,Vdet 與 GND 之間接 Rs。壽命 10 的 5 次方。則 Vdp 與 Pd 會更小一些。實際上 Rds(on)= Vgs=，現(xiàn) Vgs=5V 時。 圖 Si9934DY 引腳 圖 東北電力大學自動化工程學院學士學位論文 24 例如， Il=4A， Rds(on)=，則在 VT1 上的壓降 Vdp=IlRds(on)=4A，即Vdp=。1OA。該 PMOSFET 為 8 引腳 SO8 封裝，內(nèi)部有兩個獨立的 PMOSFET。其主要參數(shù)如下： Vds=12V、 Vgs=， Rds(on)=， Id=177。 （ 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；并且要選擇其導通電阻 Rds(on)。功耗為 2W。 Rs 可選擇高精度采樣電阻，其標準阻值為 、 、 Imax是根據(jù)負載的工作情況來設定。上圖中 C1是防止在有過流發(fā)生時避免繼電器發(fā)生震蕩而設置的。 VT1 截止，使 RL的 Il≈0， Vrs≈OV， CH 型電壓檢測器的輸入 Vin=OV，其輸出 Vout 也為低申，平 )則 VT2截止，但繼電器 J 因自保，保持了負載電源的斷開，并且 LED 一直亮著，指示出已發(fā)生了過流狀態(tài)。這個高電平使 VT2 導通，繼電器得電吸合，常閉觸頭斷開，常開觸頭接地。其工作原理如下：接通第 5 章 過流保護系統(tǒng)設計 23 電源開關以后，若工作電流正常時， VT1 的柵極 G 經(jīng)全申，器的常閉觸頭后接地，使 VT1的 Vgs=5V， VT1 導通， 5V電源經(jīng) VT1 后給負載 RL 供電，工作電流為 Il(小于最大允許電流 Ilmax 負載電流 Il 流過 Rs 后，在 Rs 上的電壓 Vrs=IlRs1OOmV。 過流保護電路及工作原理 過流保護電路如下圖所示。 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：Vcc= 時為 、 Vcc= 時為 9μA、 Vcc= 時為 l6μA：檢測電壓的閬值電壓VTH=lOOmV，在工作溫度范圍內(nèi)，其精確度在 lOOmV177。例如 CH 型 SOT235 封裝的型號為 PT7M61O1CHTA。 CH 型的輸入輸出特性如下圖所示 (其中箭頭表示跳變的方向 )。 CL 型、 NL 型的工作原理讀者可自行分析 [12] 圖 CL 型 CH 型 NL 型 當 Vin1OOmV后，若 Vin 電壓下降到 1OOmV時， 0 葉端輸出仍為高電平，一直要到 Vin 降到 90mV 時， Vout 才由高電平跳變到低電平，即有 1OmV 的滯后電壓。這個低電平使輸出級的 NMOSFET 截止，而使 PMOSFET 導通，則 OUT 輸出第 5 章 過流保護系統(tǒng)設計 21 為高電平。當輸入的檢測電壓從 OmV 升到 1OOmV 前，比較器輸出低電平，經(jīng)反相器輸出高電平。該器件由一個帶滯后電壓的比較器、 反相 器及由一個 PMOSFET 及一個 NMOSFET 組成的推挽輸出級組成。三種不同結構如下圖 所示 [11]。在 CMOS 輸出結構中，又分成檢測電壓超過 1OOmV 時，輸出為低電平的，稱為 CL型 (在型號后綴中用 CL表示 )；在檢測電壓超過 lOOmV時 )輸出為高電平的稱為 CH 型；在型號后綴中用 CH 表示 )。圖中 Vcc 是外接電源輸入端、 IN 是被檢測的電壓輸入端、 GND 是電源負端、 OUT 是檢測結果輸出端，輸出 電平 信號 [10]。 // 顯示電流值 } } 東北電力大學自動化工程學院學士學位論文 20 第 5 章 過流保護系統(tǒng)設計 PT7M6lOl 的結構及工作原理 PT7M6lOl 是 PerIComTechnology(百利通 )公司的新產(chǎn)品，是一種可檢測 lOOmV 超低電壓的電壓檢測器。 // 根據(jù) ADC的轉(zhuǎn)換結果計算出電流值 CurInt = Current*100。 // 初始化 MCU PowerOnInitial()。 void PowerOnInitial(void) { ADC0804Initial()。 float Current。 if (++Sel 3) // 四個數(shù)碼管輪流顯示 { Sel = 0。 P0Temp |= SelectTable[Sel]。 // 要顯示的 BCD 碼 P0Temp amp。= 0xF0。 // 轉(zhuǎn)換成 BCD 碼 P0Temp = P0。 u8 P0Temp。 // 十位 DisplayBCD[0] = Hex%10。 // 千位 DisplayBCD[2] = Hex%1000/100。 u8 code SelectTable[]={0x70,0xB0,0xD0,0xE0}。 }[9] 七段數(shù)碼管顯示程序 系統(tǒng)選用 4 個共陰極數(shù)碼管來分別顯示檢測電流的十位、個位、小數(shù)點后一位、小數(shù)點后倆位，再將計算結果轉(zhuǎn)換成 BCD 碼并在數(shù)碼管中顯示出來。 return ADTemp。 // 低電平為讀數(shù)狀態(tài) ADTemp = iADC0804DATA。 // 初始狀態(tài)為 WR,RD 均為高電平 } u8 ADC0804ReadADResult(void) { u8 ADTemp。 // 上升沿啟動 ADC0804 轉(zhuǎn)換 } void ADC0804Initial(void) { iADC0804WR = 1。 東北電力大學自動化工程學院學士學位論文 16 圖 ADC0804 的時序轉(zhuǎn)換 圖 ADC0804 轉(zhuǎn)換器的工作時序 ADC0804 啟動、讀取程序如下： include void ADC0804Start(void) { iADC0804WR = 0。圖中 TR2 是時間延遲，時間 TR3 是轉(zhuǎn)換時間。 // 允許全局中斷 } ADC0804 啟動、讀取轉(zhuǎn)換程序 ADC0804 的啟動： ADC0804 中的 A/D 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器在滿足一定條件是開始一個轉(zhuǎn)換過程，這個條件就是：在實現(xiàn)片選 WR=0 的前提下，引腳上出現(xiàn)一個上升沿。 // 初始化外部中斷 Timer0Initial()。 初始化 MCU程序如下： include void MCUInitial(void) { GlobalInterruptDisable()。 //指定外部中斷 0 下降沿觸發(fā) EX0 = 1。 void INT0ISR(void) interrupt 0 //外部中斷 0服務函數(shù) { ADCResult = ADC0804ReadADResult()。系統(tǒng)對 ADC0804 轉(zhuǎn)換結果執(zhí)行外部中斷，當系統(tǒng)未能讀取轉(zhuǎn)換結果時繼續(xù)返 回 ADC0804 等待轉(zhuǎn)換完畢。 // 允許定時器 0中斷 TR0 = 1。 // 初始化 低 8位 TH0 = (u8)(IntervalOneMs 8)。 // 啟動 ADC 轉(zhuǎn)換 } void Timer0Initial(void) { TMOD |= 0x01。 TH0 = (u8)(IntervalOneMs 8)。 u8 Cnt1s。定時器需要計數(shù) 16 位數(shù)，因此選擇定時器為模式 1，即設臵TMOD=0x01。至于定時和計數(shù)功能，則由寫入 TMOD（定時器 /計數(shù)器方式控制寄存器）的值，來確定當前定時器是定時功能還是計數(shù)功能。在開發(fā)大型軟件時更能 體現(xiàn) 高級語言的優(yōu)勢 [8]。 Keil 4 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。當 A／ D 轉(zhuǎn)換結束后， ADC0804 向 CPU發(fā)出一個信號， CPU對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量進行處理，使數(shù)碼管顯示當前的電流值。 A／ D 采樣處理模塊主要是對從ADC0804 采集來的數(shù)據(jù)進行處理，完成對二進制數(shù)據(jù) BCD 碼的轉(zhuǎn)換，并且通過 Pl 口輸出顯示， Pl 口的低 4 位輸出 BCD 碼，高 4 位為數(shù)碼管的片選信號。 圖 發(fā)光管接入電路的具體接法 系統(tǒng)整體電路原理圖 基于單片機的霍爾電流電流檢測系統(tǒng)的原理圖如圖 7 所示，系統(tǒng)由一個主控系統(tǒng)和一個 檢測模塊組成。 圖 ADC0804 與單片機的的鏈接圖 數(shù)碼管顯示電路 74HC4511 管腳與工作原理 本設計選用 74HC4511 作為驅(qū)動芯片 ,以七段數(shù)碼管管作為顯示器件的顯示模塊最為系統(tǒng)的輸出 .為了數(shù)碼管的保險器件 .我們在數(shù)碼管與驅(qū)動芯片之間加 1K 歐姆的電阻作為限流電阻 ,保證驅(qū)動芯片以及數(shù)碼管的安全運行 74HC4511 管腳圖如 圖 ： 第 3 章 電流檢測系統(tǒng)硬件設計簡述 11 七段數(shù)碼管引腳與工作原理 在單排年級 應用系統(tǒng)和智能化儀器儀表中廣泛使用各種顯示器來顯示數(shù)據(jù)文字或者是圖形畫面，其中最常用的顯示器是 LED(發(fā)光二級管顯示器 )，因為它具有驅(qū)動電路簡單，配臵靈活方便，功耗低響應速度快，可靠性高以及易于實現(xiàn)而且價格低廉等優(yōu)點 [7]。 ADC0804 管腳圖如下： 圖 ADC0804 管腳圖 ADC0804 外圍電路以及與單片機的鏈接圖 圖 ADC0804 外圍電路圖 東北電力大學自動化工程學院學士學位論文 10 調(diào)整變阻器 HAUBLAN20K，使輔助參考端 VREF 腳得到 V標準參考電壓。 AT89C51 管腳圖如下 ： 圖 AT89C51 引腳排列 第 3 章 電流檢測系統(tǒng)硬件設計簡述 9 A/D