直流电源与漏电保护装置Word文件下载.docx

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1.3显示模块的论证与选择

采用数码管显示。

数码管功耗较大，显示内容单一，不易控制。

采用12864图形液晶显示屏。

内部自带字库方便操作，但颜色单一无法显示出比较好看的界面。

采用2.4寸TFT液晶彩屏。

可以显示任意颜色文字，或者彩色图片。

2系统理论分析与计算

2．1系统理论的分析

2.1.1直流稳压电源分析

此系统设计的直流稳压电源要求输入电压在5V~25V范围内，稳压模块带负载电阻5欧输出电压为5V±

0.05V，电压调整率为Su≤1%，连接方式不变，负载电阻值固定为5Ω。

当直流输入电压在5.5~7V变化时，输出电压为5V±

0.05V连接方式不变，直流输入电压固定在7V，当直流稳压电源输出电流由1A减小到0.01A时，要求负载调整率S≤1%。

选用TPS5450稳压芯片，制作稳压电源模块。

2.1.2漏电检测电路分析

漏电保护部分要求设计一个动作电流为30mA的漏电保护装置，使用稳压电源进行供电，电路负载20Ω，设计一条由毫安级电流表和可调电阻R构成的漏电支路，当调节电阻R使漏电支路电流为30mA时，漏电保护动作，切断主控电路并使得RL电阻两端电压为0V。

比较运算放大器采集的电压值与计算设定的基准电压进行比较放大，利用输出电压控制晶闸管导通，使继电器吸合，从而断开主电路进行保护。

2.1.3关断保护电路的分析

要求检测到漏电后要使RL两端电压为0V并保持自锁，排除故障后按K键恢复输出。

使用晶闸管控制继电器关断电路，正好利用晶闸管“触发导通，导通不触发”的这个特性，当晶闸管导通使继电器常闭触点断开电路之后。

电路一直保持保护状态，只有按下K键让晶闸管关断，再使继电器常闭触点闭合从而使电路恢复输出。

2.2系统理论的计算

2.2.1电源电路参数计算

为了满足题目要求采用TPS5450模块作为电源稳压芯片。

它输入电压5.5V-36V,最大工作电流5A。

通过在输出端并接一个固定电阻一个电位器，调节电位器就可以输出不同的电压。

2.2.2漏电检测电路参数计算

题目要求检测30mA的漏电流因为考虑到信号较小，所以先采用运放OPA335进行放大，在通过比较器进行比较，触发可控硅来达到控制漏电的动作。

当输入漏电流高于30mA则触发可控硅，关断主回路，达到保护的作用。

若输入漏电流小于30mA则可控硅不触发。

2.2.3关断保护电路参数计算

在漏电保护中，由于可控硅的导通保持特性，需要一个触发信号才能退出，所以，在按下复位键，就退出了漏电保护状态。

3电路与程序设计

3.1电路的设计

3.1.1系统总体框图

系统总体框图如图所示：

图3.1.1直流稳压电源电路原理图

3.1.2控制系统电路原理图

图3.1.2控制系统电路电路原理图

3.1.3TFT彩屏显示电路原理图

图3.1.3TFT彩屏显示电路原理图

3.1.4直流稳压电源电路原理图

调整R2和R3的阻值可以调整输出电压。

输入输出用固态电容和独石电容有效出滤除干扰及纹波。

图3.1.4直流稳压电源电路原理图

3.1.5功率测量电路原理图

采样电阻R6用康铜丝绕制，最大程度减小温差，经R6采样通过LM358放大输出让A\D芯片采集。

然后再通过欧姆定律计算出电流值。

图3.1.5功率测量电路原理图

3.1.6漏电保护电路原理图

图3.1.6漏电保护电路原理图

3.2程序的设计

3.2.1程序功能描述

根据题目要求软件部分主要实现功率、电流的显示、电流采集。

1）采集电压信号转化为电流信号并计算出功率。

2）显示部分：

显示功率、电流。

3.2.2程序流程图

4测试方案与测试结果

4.1测试方案

1、硬件测试

焊接电路板之前认真检查每个元器件的质量好坏，焊接完成后检查有无虚焊、漏焊，确认板子供电正常再接入单片机系统。

2、硬件软件联调

每次进行仿真烧写程序时注意单片机与仿真器的连接，程序调试中要一级一级由上而下，中断函数的写法一定要标准。

并多加一些注释增加程序的可读性。

4.2测试仪器

测试用仪器与设备如表4.2所示。

表4.2测试用仪器与设备

仪器名称

型号

指标

数量

双通道数字示波器

LDS21005

100MHz

1

函数信号发生器

YB1615P

20KHz

数字万用表

UT2006

3位半

稳压电源

YB1731A

0～34V

高精度台式万用表

UT805A

6位

4.3测试结果及分析

4.3.1测试结果

当开关接在1时接入5欧负载测试结果如下表所示：

表4.31数字式移相信号发生器测试数据表

（单位/V）

输入电压

5.48

6.99

8.06

12.04

18.17

22.15

24.95

输出电压

4.95

5.01

4.97

4.98

4.99

直流稳压电源输出电流：

1A负载两端电压：

5V

0.01A负载两端电压：

4.96V

电压调整率：

SL=0.8%

4.3.2测试分析与结论

根据上述测试数据，由此可以得出以下结论：

1、接入5欧负载时，输入电压7-25V，输出能稳定在5±

0.05V。

2、接入5欧负载时，输入电压5.5-7V，输出能稳定在5±

3、连接方式不变，直流稳压电源输出电流在1A减小到0.01A之间变化时，附在调整率SL≤1﹪

综上所述，本设计达到设计要求。

参考文献：

1.高吉祥，黄智伟，丁文霞.数字电子技术[M].北京：

电子工业出版社，2003年，第1版

2.邹其洪黄智伟高嵩.电工电子实验与计算机仿真[M].北京：

3.张友汉.电子线路设计应用手册[M].福建：

福建科学技术出版社.2000.7，第一版.

4.谭浩强.C程序设计北京：

清华大学出版.2005年，第三版

附录1：

电路原理图

附录2：

实物效果图

附录3：

PCB图

附录4：

源程序

#include<

msp430x54xA.h>

#include<

stdio.h>

math.h>

#include"

GB3232.h"

//32*32汉字字模

tupian.h"

#include"

16x8.h"

//#include"

GB6464.h"

unsignedintend,start;

unsignedcharoverflow;

unsignedlongfre;

#defineWINDOW_XADDR_START0x0050//HorizontalStartAddressSet

#defineWINDOW_XADDR_END0x0051//HorizontalEndAddressSet

#defineWINDOW_YADDR_START0x0052//VerticalStartAddressSet

#defineWINDOW_YADDR_END0x0053//VerticalEndAddressSet

#defineGRAM_XADDR0x0020//GRAMHorizontalAddressSet

#defineGRAM_YADDR0x0021//GRAMVerticalAddressSet

#defineGRAMWR0x0022//memorywrite

/*LCDcolor*/

#definebai0xFFFF

#definehei0x0000

#definelan0x001F

#definelan20x051F

#definehong0xF800

#defineMagenta0xF81F

#definelv0x07E0

#defineCyan0x7FFF

#definehuang0xFFE0

#defineCS1P4OUT|=BIT3;

//片选置1

#defineCS0P4OUT&

=~BIT3;

//片选置0

#defineRES1P4OUT|=BIT4;

//复位置1

#defineRES0P4OUT&

=~BIT4;

//复位置0

#defineRS1P4OUT|=BIT0;

//数据/命令选择置1

#defineRS0P4OUT&

=~BIT0;

//数据/命令选择置0

#defineRW1P4OUT|=BIT1;

#defineRW0P4OUT&

=~BIT1;

#defineRDP4OUT|=BIT2;

#definedinhP7OUT|=BIT4;

#definedinlP7OUT&

=~BIT4;

#definesckhP7OUT|=BIT5;

#definescklP7OUT&

=~BIT5;

#definesynhP7OUT|=BIT6;

#definesynlP7OUT&

=~BIT6;

#defineNum_of_Results8

volatileunsignedintA0results[Num_of_Results];

volatileunsignedintA1results[Num_of_Results];

volatileunsignedintA2results[Num_of_Results];

volatileunsignedintA3results[Num_of_Results];

volatileunsignedintA4results[Num_of_Results];

//====================================================//

voidbaty（unsignedintz）;

voidmain（void）;

voidILI9325_Initial（void）;

voidshow_colour_bar（void）;

voidWrite_Cmd_Data（unsignedintx,unsignedinty）;

voidWrite_Cmd（unsignedcharDH,unsignedcharDL）;

voidWrite_Data（unsignedcharDH,unsignedcharDL）;

voiddelayms（unsignedinttt）;

voidshow_photo（void）;

voidShow_RGB（unsignedintx0,unsignedintx1,unsignedinty0,unsignedinty1,unsignedint

Color）;

//constunsignedcharpic[];

voidWrite_Data_U16（unsignedinty）;

staticvoidLCD_SetPos（unsignedintx0,unsignedintx1,unsignedinty0,unsignedinty1）;

voidClearScreen（unsignedintbColor）;

voidLCD_PutChar8x16（unsignedshortx,unsignedshorty,charc,unsignedintfColor,

unsignedintbColor）;

voidLCD_PutChar（unsignedshortx,unsignedshorty,charc,unsignedintfColor,unsignedint

bColor）;

voidLCD_PutString_1（unsignedshortx,unsignedshorty,char*s,unsignedintfColor,

voidLCD_PutString（unsignedshortx,unsignedshorty,unsignedchar*s,unsignedintfColor,

voidLCD_PutChar8x8（unsignedshortx,unsignedshorty,charc,unsignedintfColor,unsigned

intbColor）;

voidPutGB1616（unsignedshortx,unsignedshorty,unsignedcharc[2],unsignedint

fColor,unsignedintbColor）;

voidPutGB3232（unsignedshortx,unsignedshorty,unsignedcharc[2],unsignedint

voidtu（unsignedintx,unsignedinty,unsignedintlength,unsignedinthigh）;

voidPut_pixel（unsignedcharx,unsignedinty,unsignedintcolor）;

voidLine（unsignedcharX0,unsignedintY0,unsignedcharX1,unsignedintY1,unsignedint

color）;

voidRectangle（unsignedcharleft,unsignedinttop,unsignedcharright,unsignedint

bottom,unsignedintcolor）;

voidBar（unsignedcharleft,unsignedchartop,unsignedcharright,unsignedchar

voidkuangjia（）;

//================================================//

/////////////////////////////////////////////////////////////

voidLCD_PutChar8x16（unsignedshortx,unsignedshorty,charc,unsignedintfColor,unsigned

intbColor）

{

unsignedinti,j;

unsignedcharm;

LCD_SetPos（x,x+8-1,y,y+16-1）;

for（i=0;

i<

16;

i++）{

m=font16x8[c*16+i];

for（j=0;

j<

8;

j++）{

if（（m&

0x80）==0x80）{

Write_Data_U16（fColor）;

}

else{

Write_Data_U16（bColor）;

m<

<

=1;

}

}

}

bColor）{

LCD_PutChar8x16（x,y,c,fColor,bColor）;

}

GB1616.h"

//16*16汉字字模

fColor,unsignedintbColor）{

unsignedinti,j,k;

LCD_SetPos（x,x+16-1,y,y+16-1）;

for（k=0;

k<

30;

k++）{//64标示自建汉字库中的个数，循环查询内码

if（（codeGB_16[k].Index[0]==c[0]）&

&

（codeGB_16[k].Index[1]==c[1]））{

for（i=0;

32;

unsignedshortm=codeGB_16[k].Msk[i];

}

}

}

//国标32X32汉字

fColor,unsignedintbColor）

LCD_SetPos（x,x+32-1,y,y+32-1）;

25;

k++）{//5标示自建汉字库中的个数，循环查询内码

if（（codeGB_32[k].Index[0]==c[0]）&

（codeGB_32[k].Index[1]==c[1]））{

116;

unsignedshortm=codeGB_32[k].Msk[i];

unsignedintbColor）

unsignedcharl=0;

while（*s）{

if（*s<

0x80）

{

LCD_PutChar（x+l*8,y,*s,fColor,bColor）;

s++;

l++;

else

PutGB1616（x+l*8,y,（unsignedchar*）s,fColor,bColor）;

s+=2;

l+=2;

//====================显示RGB顔色====================//

Color）

//address_set（）;

LCD_SetPos（x0,x1,y0,y1）;

for（i=y0;

=y1;

i++）

{

for（j=x0;

=x1;

j++）

Write_Data_U16（Color）;

//======================显示彩条======================//

voidshow_colour_bar（void）

unsignedintVo,H;

LCD_SetPos（0,240,0,320）;

//320x240

for（H=0;

H<

240;

H++）

for（Vo=0;

Vo<

40;

Vo++）

Write_Data（0xf8,0x00）;

for（Vo=40;

80;

Write_Data