#立创训练营#cw32电压电流表[驾驭野马]

项目简介

 

1. 设计背景与目的：该项目旨在通过设计和制作一个数字电压电流表，帮助学习者掌握微控制器电路的设计与实现、信号采集与处理电路的设计、用户界面的开发与优化以及产品外观的设计等电子测量原理和技术。

2. 项目特点：

   • 结合核心板和扩展板设计理念，采用插件器件设计，方便学习和深入探究。
   • 以国产芯软件库CW32F030C8Tx为核心，兼容其他同类型款式微控制器。
   • 项目具有高综合程度和实用性，设计完成后可作为桌面日常仪表使用。
   • 提供丰富的学习资料，包括电路设计教学、PCB设计、代码编程及工程师调试能力的培养。

3. 硬件设计：涵盖供电电路、MCU选型、电压采样、电流采样、数码管显示等多个关键部分，确保项目的综合性和实用性。

4. 软件控制：实现数码管的动态扫描显示驱动，提供精确的电压和电流测量显示。

功能介绍

1. 电压测量：通过内置的高精度ADC（模拟-数字转换器）和电压采样电路，能够精确测量并显示电压值。
2. 电流测量：利用低侧电流采样电路设计，可准确测量并显示电流值，最大设计采样电流为3A，采用100mΩ电阻作为检流电阻。
3. 数码管显示：使用两颗0.28寸的三位共阴数码管作为显示单元，动态扫描显示驱动，提供良好的可识别度和机械性能。
4. LED指示灯：包括电源工作指示灯和IO工作指示灯，直观显示设备状态。
5. 按键控制：设计有按键电路，方便用户进行交互操作。
6. TL431基准电压电路：提供2.5V的基准电压用于校准ADC，确保测量精度。
7. 供电电路：采用LDO（Low Dropout Linear Regulator）设计，支持宽电压输入，最高可达40V，适应工业应用场景。
8. MCU核心：项目核心基于国产芯软件库CW32F030C8Tx微控制器，提供强大的处理能力和丰富的外设支持。

 

硬件设计

硬件部分主要参考的《CW32数字电压电流表训练营项目教程文档》文档非常的详细,细致到每一个元器件的选型,是一个非常棒的文档!

 

1. 原理图说明

1. 电源电路

   • 电源输入：通过DC接口或VP接入电源。
   • LDO选型：选择SE8550K2作为电源稳压器，保证5V输出稳定。
   • 电路保护：使用肖特基二极管1N5189和10Ω电阻进行反接和过流保护。
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2. 电压采样电路

   • 设计原理：通过分压电阻进行电压测量，最大量程设计为30V。
   • 电路保护：使用钳位二极管1N4148保护ADC引脚。
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3. 电流采样电路

   • 设计原理：通过测量采样电阻的压降来计算电流，使用100毫欧电阻以减少对被测电路的干扰。
   • 电路保护：使用限流电阻和钳位二极管保护MCU引脚。
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4. 模拟采样及标定电路

   • 电压采样：使用TL431提供2.5V基准电压进行校准。
   • 电流采样：模拟电流测量电路设计，确保量程准确。
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5. 其他电路

   • 数码管显示：使用共阴极数码管显示测量结果。
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   • 按键及LED指示：设计三键功能控制和状态指示LED。
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2. PCB布局和焊接注意事项

1. 线宽要求

   • 电源线：20-60mil
   • 信号线：10mil
   • ADC信号线：8mil或10mil
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2. 焊接注意事项

   • 电容和二极管：注意极性。
   • 数码管：避免高温触碰。
3.  

软件设计

1. 软件架构

• 基础模块：时钟配置、GPIO初始化。
• 核心模块：BTIM中断控制、ADC模数转换。
• 外围模块：LED驱动、数码管驱动、按钮驱动。
• 辅助模块：数据存取、数据处理。

2. 模块简要说明

1. RCC时钟配置

   • 配置系统时钟，支持各功能模块的时钟需求。
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2. GPIO配置

   • 初始化LED、按钮、数码管等外设。
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3. ADC模块

   • 配置ADC引脚，使用均值滤波稳定数据。
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4. BTIM控制中断模块

   • 定时获取ADC数据，更新显示，处理按键操作。
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5. 数码管驱动模块

   • 实现数据编码、动态显示
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6. FLASH存取模块

   • 实现标定参数的存取和计算。
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3. 其他模块

• 调试模块：方便开发阶段的环境配置和电路验证。

 

 

实物图

正面:彩色丝印

背面:可爱的龙宝宝

 

视频演示

https://www.bilibili.com/video/BV1UapoeoErT/