毕业答辩--电流检测与显示系统设计ppt培训课件

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1、毕业答辩题目:电流检测与显示系统设计答辩人：侯君言2方案设计2.1方案比较与选择2.1.1系统方案的选择方案一：采用数字电路来搭建，可选用CPLD等可编程逻辑器件。这种方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对传送的信号处理比较困难。方案二：采用AT89S51单片机作为系统的控制单元，通过A/D转换将被测值转换为数字量送入单片机中，再由单片机来送显。此方案各类功能易于实现，能很好的满足题目的设计与要求，而且成本低、功耗低。综上所述，本设计采用第二种方案。2.1.2电流检测电路的选择方案一：电阻检测法。在电流路径中以串联的方式插入一个低阻值的检测电阻会形成一个小的电压降，该压降

2、可被放大从而被当做一个正比于电流的信号。但是，利用电阻检测电流的需要根据具体应用环境和检测电阻的位置，这种技术将对检测放大器造成不同的挑战。而且在实际电路设计时，特别在设计大功率、大电流电路时采用电阻检测的方法并不理想，检测电阻损耗大。方案二：电流互感器检测法。电流互感器的作用是把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。实际应用中在大功率电路检测电流时实用的是电流互感器。电流互感器检测在保持良好波形的同时还具有较宽的带宽，电流互感器还提供了电气隔离，并且检测电流小，损耗也小，检测电阻可选用稍大的值，如20欧的电阻。所以本设计中选用电流互感器检测

3、法。2.1.3A/D转换器的选择方案一：选用AD574。AD574的数字量位数可设成8位也可以设为12位，且无需外接CLOCK时钟，转换时间达到25μs，输出模拟电压可以是单极性的0-10V或0-20V，也可以是双极性的±5V或±10V之间。AD574精度高，但与8位的单片机接口较复杂，且价格昂贵，考虑到体温计是对温度的测量，其响应时间的要求不高，故不选用此方案。方案二：选用ICL7135。这类芯片比较适合于低速测量仪器，适用于精度高、速度要求不高的系统设计中。ICL7135的输出为动态扫描BCD码，与单片机的接口较复杂，且它的满量程输入为2V，如在本设计中使用要进行衰减，较难保证转换精

4、度，故不用此方案。方案三：选用MCP3204。MCP3204使用SPI协议兼容的简单串行端口与器件通信。器件的转换速率可高达100ksps。MCP3204器件具有2.7V至5.5V的宽工作电压范围。低电流设计使它仅消耗500nA和320μA的典型待机电流和工作电流。但价格较高且不宜购买。。方案四：选用A/D0809。ADC0809是8位逐次逼近型A/D转换器。它由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成（见图1）。多路开关可选通8个模拟通道，许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，

5、才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。且价格低廉，在实验中应用较多便于购买综上所述，AD0809DE功耗、成本和精度各方面符合本设计要求，本设计采用A/D0809作为A/D转换器2.1.4显示器件的选择方案一：采用LED液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，可显示大量文字、图形，显示多样，清晰可见，但是价格昂贵，需要的接口线多，所以在此设计中不采用LED液晶显示屏。方案二：采用LED数码管动态扫描，LED数码管价格适中，对于显示数字最合适，而且采用动态扫描法与单片机连接时，占用的单片机口线少。所以采用了LED数码管作为显示。2.2设计方案本设计采用互感器电流检测法，电流互感器将待测大电

6、流通过变比转换为数值较小的电流，再通过电流互感器的副级检测电阻转化为电压，取样回来的电压经过二极管和电容组成的峰值检波电流送入A/D转换为数字量，数字信号被单片机识别后进行数据处理转换为实际电流值，并将实际电流值送数码管显示。温度的检测是通过DS18B20温度传感器来实现。同时本设计还增加了掉电存储功能。系统设计框图如图2-1所示。温度传感器单片机电流互感器峰值检波A/D转换显示报警EEPROM继电器3系统硬件设计3.1电流检测电路3.1.1电流互感器工作原理在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（我国规定电流互感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压

7、都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器原边接在一次系统，副边接测量仪表、继电保护等。电流互感器工作原理、等值电路与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载