基于单片机的程控电源硬件设计_spy.doc

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1、 PROGRAMMABLE POWER SUPPLY HARDWARE DESIGN BASED ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTER A Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: _Control Engineering Author: _Li Dan_ Advisor: _Hou Xiaorong School : School of Automation 电源是现代完成产品设计的最基本工具之一。采用单片机作为核心控制器件的 程控电源具有输出电压

2、电流可变，操作方便，便于携带等优点，是一种新型电源。 无论在实验室还是在工程现场都有比较广泛的应用。 本设计是基于 STC12 系列的单片机进行的程控电源硬件电路设计， 采用的是 STC12C5410AD单片机替代常规 51单片机加 AD模块的新模式。 设计由主要控制模块、数控电源驱动模块、辅助电源模块、 LCD显示 模块、 按 键操作模块五个模块组成。本设计以直流电压源为核心， STC12C5410AD单片 机为 主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，设置步进等级可达 0.1V， 输出 电压范围为 0 25V， 最大电流为 1A， 并可由液晶屏显示实际输出电压值。 本系统 由单片机程控

3、输出数字信号，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率 管的基极， 随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压，输入电压、反馈电压、 反馈电流由 LCD液晶显示器显示。最终可实现由 LCD显示设置电压，及当前电 压；通过加减键 设置输出电压，步进 0.1V， 0-25V可调 ;实时采样电流，并在 LCD 上显示出电流值。 本文详细的分析了该程控电源的工作过程，最后对该程控电源 进行了计算模拟机仿 真和实物制作，验证了其可行性和有效性。 关键词：程控电源， STC12C5410AD， LCD， AD， 51单片机 ii ABSTRACT Power supply complete the produ

4、ct design is the most basic of modern tools. Programmable power supply is in one of these new power supplies. Programmable power supply with single-chip microprocessor control, advanced technology, all programmed, all key operations, small size, light weight, adjustable output parameters, easy to ca

5、rry, both for the laboratory, you can also use the site. Its design system control module,NC power by driving module,auxiliary power module,display module,buttons were five modules adjust module. This design with dc voltage source as the core,STC12C5410AD microcontroller, mainly through the keyboard

6、 to set the controller dc power output voltage,setting stepping level can amount to 0.1 V,output voltage range of 0-25V,maximum current lA,and by the display on the LCD panel output voltage. The system is composed of single-chip microcomputer program-controlled output digital signal， and then after

7、op-amp isolating amplifier,control the output power tube,as the base of the base power tube voltage output different voltage changes,the input voltage, feedback voltage,feedback by LCD display current. These designs ultimately realize functions: The system can use LCD display Settings voltageand the

8、 current voltage. Through the addition and subtraction key bindings output voltage,stepping 0.1 v.,0-25V adjustable. The current real-time sampling is displayed on LCD and the current value. This paper analyzes in detail the working process of the programmable power supply, programmable power supply

9、 was the last of the computer simulation and physical simulation of production machines to verify its feasibility and effectiveness. Keywords :SPC power， STC12C5410AD,LCD,AD， MCS 51 III 目录 B #会者 i仑 . 1 1.1本课题研宄的背景及意义 . 1 1.2国内外研宄现状、水平 . 1 1.3本课题的发展趋势 . 2 1.4本课题设计内容及要求 . 2 1.4.1本课题设计内容 . 1.4.2本课题设计要求

10、 .2 1.4.3本设计的创新点 . 3 第二章程控电源系统分析 . 4 2.1程控电源的工作原理 . 4 2.2程控电源的设计指标 . 4 2.3程控电源系统组成 . 5 2.4系统设计方案 . 5 2.4.1系统可行性分析 . 5 2.4.2设计方案 比较 . 6 2. 5本章小结 . 6 第三章系统硬件设计与实现 . 7 3.1 STC12C5410AD 单片机介绍 . 7 3.1.1 STC12C5410AD 单片机特点 . 7 3.1.2 STC12C5410AD 工作类型 . 9 3.1.3 STC12C5410AD的晶振及其连接方法 . 9 3.2电路设计框图 . 10 3.3数

11、字控制部分 . 11 3.3.1复位电路 . 12 3.3.2晶振电路 . 12 3.3.3键盘电路 . 13 IV 3.3.4主控系统的整体结构 . 13 3.4数控电源驱动电路及反馈模块 . 14 3.4.1数控电源驱动电路连接 . 14 3.4.2电压采样电路 . 16 3.4.3电流采样电路 . 17 3.5显示电路的设计 . 17 3.5.1显示电路 . 17 3.5.2 LCD液晶显示器简介 . 18 3.6电源的设计 . 23 3.7本章小结 . 24 第四章软件设计 . 25 4.1主程序流程图 . 25 4.2键盘扫描流程图 . 26 4.3定时中断流程图 . 28 4.4本

12、章小结 . 30 第五章基于 Multisim的硬件电路调试 . 31 5.1 Multisim9 的使用 . 31 5.2硬件 电路的软件调试 . 33 5.2.1电源电路的调试 . 33 5.2.2数控驱动部分的调试 . 36 5.2.3整机电路部分调试 . 37 5.3本章小结 . 40 第六章实物调试及问题分析 . 41 6.1组装程序问题 . 41 6.2实物测试 . 41 6.3测试结果分析 . 43 6.4本章小结 . 43 至夂 i射 . 44 参考文献 . 45 v 附录 A:系统设计电路图 . 47 附录 B:程控电源系统主源程序 . 48 附录 C: PCB图 . 59

13、第 一 章 绪 论 电源是提供电压的装置，把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。随着电 子产业的飞速发展，各种电子仪器设备对电源的精确度，稳定可靠性，能耗以及 体 积等多方面都提出了更好的要就。为了满足这些高要求从而诞生了性能更佳的 一系 列新型电源。程控电源就是这些新型电源中的一种。采用单片机作为核心控 制器件 的程控电源具有输出电压电流可变，操作方便，便于携带等优点。无论在 实验室还 是在工程现场都有比较广泛的应用。 1.1本课题研 究的背景及意义 在当今这个电子时代，我们时刻享受着电子设备给我们带来的便利。而电源是 任何电子设备都需要的重要部件。传统电源功能单一，一般只能提供定值电压或

14、 者 电流，这样不便于系统的升级和修改，不能满足电子设备对电源的更高要求。 程控 电源是新型电源的一种，以单片机为核心控制器件，因其所用器件少，体积 小，功 能较强，使用灵活，越来越受到广大用户的喜爱。如今的电子仪器设备都 向着体积 小，多功能，智能化发展，当然对电源就有了更高的要求。基于单片机 的程控电源 达到了全程控、全按键操作、高精度、体积小、重 量轻、携带方便， 价格便宜等要 求。程控电源不仅克服了传统电源的缺点而且在设计技术指标上 也在不断提高，如 精度高、误差小、实用性强等，以满足不同层次用户的要求。 因此，设计一种采用 单片机为核心控制器件的易操控，误差小，体积小，性价比 高的程

15、控电源，以克服 传统电源的缺点，就具有很高的市场前景 。 m 1.2国内外研究现状、水平 普通电压源通常采用电位器（细调 ） 和波段开关（粗调 ） 来调节输出电压，并 由电压表指示电压值的大小。因此，电压的调节精度不高，读数欠直观，电位器 也 易磨损。并且限流或截流保护常常是采 用硬件电路，所以电路构成比较复杂， 稳压 精度也不高。而采用单片机为核心控制器件的程控电源能很好的弥补普通电 源的以 上不足。我们现在在市面上能找到的大多是普通电源，性价比一般都不高， 1 2 程控电源研宄和生产的较少。 m因此，发展适用、经济、性能可靠的程控电源，有 较为广阔的市场前景和应用价值。在这方面美日韩等电子

16、技术发达的国家，发展 较 快，应用水平较高，我国虽然起步较晚，历史不长，但发展很快，特别是近 20 年来， 在国内得到前所未 有的重视和发展。 1.3本课题的发展趋势 二十世纪八十年代由于电力电子理论开始建立，为程控电源的发展打下了良好 的基础。程控电源技术在之后的一段时间里有了长足的发展。提高控制精度，功 率 密度和可靠性成为程控电源的主要发展方向。单片机技术和电压转换模块的出 现使 得程控电源的精确度有了很大提高。随着控制理论的不断发展，集成电路和 数字信 号处理器件的研制应用，程控电源的控制精度和功率密度不断提高，在九 十年代控 制精度能达到 0.05V， 功率密度达到每立方米 50W。

17、 m近年来，随着电子 产品发展 需求的提高， 可调稳压电源的应用已越来越广泛。而以单片机为控制核 心的程控电 源的应用也越来越多，随着其功能的完善和性能的改进，我相信程控 电源的应用将 逐渐渗透到人们工作生活的各个方面。 1.4本课题设计内容及要求 1.4.1本课题设计内容 (一） 在程控电源技术的研宄方面，本文将深入分析程控电源工作原理及单 片机控制原理并建立动态模型。 (二） 程控电源控制方法研宄。对比分析几种程控电源的控制方案，以确定 一种最佳控制方案。 (三） 程控电源主电路研宄。其中包括整流滤波部分、变压器部分、控制部 分、检测部分和显示 部分。 (四） 利用单片机对电源进行微机控制

18、，实现参数可调，全按键操作。 1.4.2本课题设计要求 功能特点：直流输出； 可 0-25V范围内设定所需输出电压值； 3 按键操作； 数字显示。 技术指标：步进： 0. IV，精度要求 ： 0.01; 输入： 220V， 输出： 0到 25V可调； 纹波：小于 20uV， 输出电流 0到 1. 25A。 1.4.3本设计的创新点 利用 STC12C5410AD替代原有 51单片机与 AD模块的组合，使电源体积更小， 重量 更轻。 4 第二章程控电源系统分析 2.1程控电源的工作原理 程控电源的一般工作原理是： 220V， 50Hz的市电经过变压器变压将市电电 压 转换成所设计的电压，然后送稳

19、压电路，由稳压电路对输出电压进行初步稳压， 这 样做目的是降低大功率调整管的输入与输出之间的管压降，减少大功率调整管 的功 耗，提高直流电源的工作效率。经过稳压电路和滤波器后得到的电压基本稳 定，纹 波相对较小的直流电，经过在控制电路的控制的大功率调整管进行精确快 速 的调整 后，将得到稳压精度和性能符合标准的直流电压。再经过滤波器进行滤 波后，既得 到我的所需要的输出直流电。为了得到的所需要的输出电压值或稳流 电流值，我们 还需要对输出的电压值和电流值进行取样检测，并将其传送到控制 / 保护电路，控 制 /保护电路将检测到的输出电压值钱和电流值与电压 /电流设定电路 所设定的值， 进行比较分

20、析后，驱动预稳压电路和大功率调整管使直流稳压电源 能输出我们所设 定的电压和电流值，同时当控制保护电路检测到异常的电压或电 流值等情况下将启 动保护电路使直流电源进入保护状态。 2.2程控 电源的设计指标 为了使该设计满足用户需求，设计程控电源系统时需要全面收集电源的各项技 术指标。经过对用户需求的调查了解该程控电源的设计技术指标如下 ： 输入电压参数 ： 220V市电； 输入电压频率： 50Hz; 输出电压参数 :到25V可调； 步进： 0 IV; 输出精度要求： 0.01; 输出电流： 0到 1.25A。 纹波： 20uV 5 2.3程控电源系统组成 一个完整的程控电源系统一般包括数字控制

21、模块，数控电源驱动模块，电压 采样 和电流采样模块，显示模块，电源模块等。系统的结构框图如图 2-1所示： 图 2-1程控电源结构框图 2.4系统设计方案 2.4.1系统可行性分析 设计思路： 220V交流电通过变压器，然后通过整流电路、 A/D转换芯片及控 制电 路，经低通滤波器实现 30V电压输入，输出 0到 25V可调，步进 0.1V,精度 0.01，在此过程中 还要注意纹波电流的限制。系统为全按键操作，利用单片机作为 控 制核心，可以设置输出所需电压，并有相应的保护功能。这种采用单片机作为 核心控 制器件的程控电源具有输出电压电流可变，操作方便，便于携带等优点。 无论在实验 室还是在工

22、程现场都能得到比较广泛的应用。 本次设计从设计仿真，电路板制作和器件装配到硬件系统的调试，实验中心在 软 件和硬件方面都具备良好的条件，能为完成本次设计提供保障。 6 2.4.2设计方案比较 1、 采用 89C51单 片机作为控制核心 此单片机的运算能力强 ,软件编程灵活，自由度大，与我们大学所学理论课程相 符合。虽然系统采用该单片机为控制核心，能够实现对外围电路的智能控制 ,而且相 比较而言 51系列单片机的我们最为熟悉，应用的也最多。因为 89C51单片机本身 没 有 A/D和 D/A转换模块，而为了达到设计精度的要求，只能外加数模和模数转 换电 路，这样电路比较复杂，设计得性价比也较低。

23、 2、 使用 ARM芯片作为控制核心 ARM微处理器是现在很热门的微处理器芯片，特别在嵌入式系统中有广泛的 应用。虽然 ARM在性能各个方面都要优 于 51系列单片机，但如果本电源的设计 采 用 ARM芯片为控制核心，无疑是个浪费，性价比较低。 3、 使用 STC12C5410AD单片机作为控制核心 STC12C5410AD单片机是宏晶科技在标准 8051单片机内核基础上进行较大改 进后推出的增强型单片机。该单片机为单时钟周期，工作电压 5.5V 3.5V， 工作 频率范围 0 35MHz， 512字节片内数据存储器， 10K字节片内 Flash程序存储器， ISP(在系统可编程 )/IAP(

24、在应用可编程 )，可通过串口直接下载程序， EEPROM功 能， 6个 16位定时 /计 数器， PWM(4路 )/PCA(可编程计数器阵列， 4路 )， 8路 10 位 A/D转换， SPI同步通信口。 STC12C5410AD单片机使用方便，操作简单。在 以往 的教学科研中也对 STC系列单片机有一定接触，对其理论知识比较了解，应 用也熟 悉。 因此选择使用 STC12C5410AD单片机作为控制核心的方案。本方案简洁、灵 活、 可扩展性好，能达到题目的设计要求。 2. 5 本 章 小 结 本章对程控电源进行系统分析和设计，分析了程控电源系统的工作原理和设计 的技术指标。论述了设计思路，并

25、对设计方案做了论 证和比较。最后根据实际需 求 确定了程控电源系统的整体设计方案。 7 第三章系统硬件设计与实现 3.1 STC12C5410AD单片机介 绍 3.1.1 STC12C5410AD 单片机 特点 STC12C5410AD单片机是宏晶科技在标准 8051单片机内核基础上进行较大改进 后推出的增强型单片机。为单时钟 /机器周期，工作电压 5. 5V 3. 5V， 工作频 率 范围 0 35丽 z， 片内有 512个字节的数据存储器和 10K字节的 Flash程序存储器， 有 6个 16位定时 /计数器，并且自带 8路 10位 A/D转换，有 SPI同步通信口。可 通过串 口直接 下

26、载程序。其内部还集成有 MAX810专用复位电路。 4 STC12C5410AD单片机中包含中央处理器、程序存储器、数据存储器、 EEPR0M、 定时 /计数器、 I/O接口、 UART接口和中断系统、 SPI接口、高速 A/D转换 模块、 捕捉 /比较单元以及硬件看门狗、电源监控、片内 RC振荡器等模块。 其芯片引脚如图 3-1，引脚功能列于表 3-1中： 8 图 3-1 STC12C5410AD 序号 引脚名称 表 3-1引脚功能 功能 1 P2.2 标准 I/O 口 2 P2.3 标准 I/O 口 3 RST 复位脚 4 P3.0/RxD 标准 I/O 口，串口数据接收端 5 P3.1/

27、TxD 标准 I/O 口，串口数据发送端 6 XTAL2 内部时钟电路反相放大器的输入端，接外部晶振的另一端。当 直接 使用外部时钟源，此引脚可浮空。 7 XTAL1 内部时钟电路反相放大器的输入端 ，接外部晶振的一端。当直 接使 用外部时钟源，此引脚是外部时钟源的输入端。 8 P3.2/INTO 标准 I/O 口，外部中断 0 9 P3.3/INT1 标准 I/O 口，外部中断 1 10 P3.4/T0 标准 I/O 口，定时器 /计数器 0的外部输入 11 P3.5/T1/PWM1 /PCA3 标准 I/O 口，定时器 /计数器 1的外部输入，脉宽调制输出 1， 可编程 阵列输出 1 12

28、 P2.4/PWM3/PCA3 标准 I/O 口，脉宽调制输出 3，可编程阵列输出 3 13 P2.5 标准 I/O 口 14 GND 电源负极，接地 15 P2.6 标准 I/O 口 16 P2.7 标准 I/O 口 9 续表 3-1引脚功能 序号 引脚名称 功能 17 P3.7/PWM0/PCA0 标准 I/O 口，脉宽调制输出 0,可编程阵列输出 0 18 P1.0/ADC0 标准 I/O 口， ADC输入通道 -0 19 P1.1/ADC1 标准 I/O 口， ADC输入通道 -1 20 P1.2/ADC2 标准 I/O 口， ADC输入通道 -2 21 P1.3/ADC3 标准 I/

29、O 口， ADC输入通道 -3 22 P1.4/ADC4 标准 I/O 口， ADC输入通道 -4 23 P1.5/ADC5 标准 I/O 口， ADC输入通道 -5 24 P1.6/ADC6 标准 I/O 口， ADC输入通道 -6 25 P1.7/ADC7 标准 I/O 口， ADC输入通道 -7 26 P2.0/PWM2/PCA2 标准 I/O 口，脉宽调制输出 2,可编程阵列输出 2 27 P2.1 标准 I/O 口 28 VCC 电源正极 3.1.2 STC12C5410AD 工作类型 STC12C5410AD系列单片机的 I/O 口有四种工作类型，可通过软件来设置， 如下表所示。

30、4种类型分别为：准双向口、推挽输出、仅为输入口和开漏输出 口。 当 I/O 口为准双向口时不需重新配置口线输出状态。而推挽输出模式一般用 于需要 更大驱动电流的情况。当 STC12C5410AD复位后为准双向口模式。 2V以 上时为高 电平， 0.8V以下时为低电平。芯片的工作电流不要超过 55mA。 5 表 3-2 PxMO 【 7: 0】 PxMl 【 7: 0】 I/O 口模式 0 0 准双向口，灌电流可达 20mA， 拉电流 为 230 u A， 由于制造 误 差，实际为 250uA 150uA 0 1 推挽输出（强上拉输出，可达 20mA， 要加限流电阻 ） 1 0 仅为输入（高阻

31、） 1 1 开漏 (OpenDrain)， 内部上拉电阻断开，要外加上拉。 3.1.3 STC12C5410AD的晶振及其连接方法 CPU工作时都必须有一个时钟脉冲。有两种方式可以向 STC12C5410提供时 10 钟脉冲：一是外部时钟方式，即使用外部电路向 STC12C5410提供始终脉冲，见 图 (a);二 是内部时钟方式，即使用晶振由 STC12C5410内部电路产生时钟脉冲。 一般常用第二种 方法，其电路见图 （ b)。 图 3-2 STC12C5410的时钟脉冲 图中： J一般为石英晶体，也可用陶瓷滤波器代替。 Cl、 C2:使用石英晶体时 C1=C2=30 (10) pF， 使用

32、陶瓷滤波器时 C1=C2=40 (10) pF 单片机的晶振选用典型的 12MHz频率的晶体振荡器，起振电容使用 30PF的瓷 片电 容。 12MHz晶振时，单片机的时钟周期为 luS。 3.2电路设计框图 本电路是由 STC12C5410AD单片机为控制核心，本设计由晶振电路， LCD显 示电路， 电压采样电路，电流采样电路，数控电源驱动模块电路，复位电路组 成。 11 图 3 - 3 系 统 原 理 框 图 3.3数字控制部分 程控电源的数字控制部分以 STC12C5410AD单片机为控制系统，复位电路， 晶 振电路，键盘连接电路组成控制部分的辅助电路。 6 3.3.1复位电路 图 3 -

33、 4 复 位 电 路 本系统复位电路由电阻与电容串联组成。如图 343所示 C1与 R4构成一微分 电路， 在 C1与 R4的连接处与单片机的复位引脚连接。 7 复位电路工作原理：当 RST引脚持续输入高电平，则单片机一直处于复位状 态， 当 RST引脚从高电平变到低电平以后， 51单片机从 0000H单元开始执行用户 程序。 3.3.2晶振电路 12 晶振电路工作原理： 采用内部时钟连接方式时，单片机片内的高增益反相放大器通过 XTAL1， XTAL2 外界作为反馈元件的片外晶体振荡器（呈感性）与电容组成并联谐振回路 构成一个自 激电路，向内部时钟电路提供振荡时钟 5。本电路晶振选用 12M

34、HZ晶 振，电容 Cl， C2 的大小对振荡频率由微小的影响，可起频率微调 的作用，所以选 用 30pF。 m 3.3.3键盘电路 图 3 - 6 键 盘 电 路 按键的具体意义如下 : 表 3 - 3 按 键 功 能 与 设 置 按键编号 连接端口 功能 S1 P3. 2 递加 IV S2 P3. 3 递减 0. IV S3 P3. 4 未定义 3.3.4主控系统的整体结构 单片机的主控系统如下图所示 XTAL1 引 脚 和 XTAL2引脚接时钟电路， 13 XTAL1接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入， XTAL2 接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒

35、相放大器的输出。 RST引脚为复 位输入端，接在电容与电阻串联处， GND引脚为接地端， VCC引脚 为电源端。如图 3-7 所示： 3.4数控电源驱动电路及反馈模块 图 3-8数控电源驱动电路 这部分将数控部分送来的电压控制字转换成稳定电压输出。 工作原理： 参考电压为数模转换电路的输出电压。稳压输出电路的输出与参考电压成比 14 3.4.1数控电源驱动电路连 接 15 例。稳压输出电路采用的是串联式反馈稳压电路（如图 3-8)，在电路中， TIP122 为 调整管， LM358为比较放大器， R5、 R6组成反馈网络。 PWM接 LM358的 同向端， 稳压电源的输出 经 R5、 R6组成

36、的取样电路分压后送到运放 LM358的反 向端，经运 放比较放大后，驱动调整管。电路平衡时， D/A电路 (即 PWM端 )的输 出电压与取 样后的电压相等，从而达到改变输出电压的作用。 NPN1和 R4组成了 稳压输出部分 的过流保护电路。 电子器件的选择： LM358在本电路中做比较放大器是一个高增益的直流放大器，其作用是将 反馈电压和参考电压进行比较后放大其差值，利用放大了的差值电压来控制调整 管 的管压降，使输出稳定的电压，可见，比较放大器的电压增益越高，调整的灵 敏度 也越高，输出电压越稳定 。如图 3-8所示， R3是 LM358的集电极负载电阻， 又是复 合调整管基极的偏流电阻其

37、值为 3KQ。 调整管是稳压电路的核心，但只有保证它工作于线性放大区才能发挥它的调 整作用。调整管集电极一一发射极间电压最低，其值为 UCE (mm)。 要使调整管不 进入饱和区， UCE (min)必须大于调整管饱和压降，一般取 UCE (min) = (2 4) V0。 同时，为了保证负载开路时调整管不至于截止，通常取调整管的泄放电流为 最 大 输 出 电 流 的 2 % 左 右 。 由 于 流 过 调 整 管 的 电 流 较 大 ， 这 里 调 整 管 我 使 用 功 率 管 TIP122。 参数计算：运算放大器构成同相比例放大电路，需将同相输入端输入电压 (0- 5V)放大 5倍 （

38、0-25V)输出， =1+/尺 =5，因此 选择 2KQ,%选择 1K Q滑动变阻器 就可满足设计要求。 16 3.4.2电压采样电路 图 3 - 9 电 压 采 样 电 路 本设计电压采样的目的是为了显示当前电压值，如图 3-9电压采电路由 R10, R9， C5组成。 工作原理： 本设计最高输出电压为 25V， 这个电压不能直接送单片机读取，也就是说， 输出 电压 0-25V变化，送给单片机采样电压要在 0-5V之前，为了达到最高分辩 率，让 输出 电压为 25V， 送给单片机采样电压刚好是 5V这样可以达到最高分辩 率，工作时，输出 电压经 Rl， R9分压，分压比为 R10:R9=4:

39、1与输出电压比为 5:1，分压后经 C5滤波送入单片机 AD模块进行转换，运算得到当前电压。 17 3.4.3电流采样电路 本设计电流采样的目的是为了读取电流大小，并送入 LCD显示出来。 工作原理： 电流采样电路主要由 R7， R8， A1组成， R8是电流采样电阻， R5， C11组成 低通 滤波，主要是为了滤除干扰，再送入单片机 AD转换，电流经 R8时产生电 压，利用欧姆 定律可以得到电流值。 3.5显示电路的设计 3.5.1显示电路 设计的显示电路部分采用的是 LCD液晶显示屏，主要考虑到液晶显示屏显示 效果 好，清晰直观，性价比高。 如图所示 STC12C5410AD标识端口 DO

40、到 D7端口作为数据输入端，标识端口 E， RW， RS作为控制信号输入端，其电路连接如图所示： 18 图 3 - 1 1 显 7 K电路原理图 3.5.2 LCD液晶显示器简介 LCD为液晶显示器，由于 LCD的控制需专用的驱动电路，且 LCD面板的接 线需 特殊技巧，再加上 LCD面板比较薄弱，因此一般不会单独使用，将 LCD面 板、驱动 与控制电路组合成 LCD模块一起使用。在本设计的显示模块中采用的的 LM016L液 晶模块，该液晶模块采用 HD44780控制器。 HD44780具有简单而功能 较强的指令集， 可以实现字符移动、闪烁等功能 。 LM016L与单片机通讯采用 8 位或者 4位并行传输 两种方式； HD44780控制器有两个 8位寄存器、指令寄存器 (IR)和数据寄存器 （ DR)、 忙标志 （ BF)、 显示数据 RAM(DDRAM)、 字符发生器 ROM(CGROM)地 址计数器 （ AC); IR用于寄存指令码，只能写入不能读出 ； DR 用于寄存数据，数据 由内部操作自动写入 DDRAM和 CGRAM， 或者暂存从 DDRAM和 CGRAM读出的数 据； DDRAM用来存储显示的字符，能存储 80个字