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
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#defineWINDOW_YADDR_END0x0053//VerticalEndAddressSet
#defineGRAM_XADDR0x0020//GRAMHorizontalAddressSet
#defineGRAM_YADDR0x0021//GRAMVerticalAddressSet
#defineGRAMWR0x0022//memorywrite
/*LCDcolor*/
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#definelan20x051F
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#defineMagenta0xF81F
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#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;
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#definedinlP7OUT&
=~BIT4;
#definesckhP7OUT|=BIT5;
#definescklP7OUT&
=~BIT5;
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#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;
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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;
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for（Vo=0;
Vo<
40;
Vo++）
Write_Data（0xf8,0x00）;
for（Vo=40;
80;
Write_Data
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