基于ARM技術(shù)的可控電流測(cè)試研究

廈門南洋職業(yè)學(xué)院 侯紅科

目前市場(chǎng)主流的電流計(jì)測(cè)量都是mA/UA檔分開(kāi)，進(jìn)行切換的時(shí)候需要人為進(jìn)行旋鈕選擇，并且電流計(jì)外形比較龐大，不適合工廠測(cè)量需求。本文提出基于ARM技術(shù)的可控電流測(cè)試研究（張古松.開(kāi)關(guān)電源的原理及設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004），基本滿足工廠要求。

1.引言

目前事情的電流計(jì)都是單路測(cè)量，而且mA/uA分開(kāi)，無(wú)法自動(dòng)保存電流測(cè)量值，對(duì)于現(xiàn)有的一些需求測(cè)量，如廠線、工控等級(jí)別需要自動(dòng)測(cè)量mA/uA，能設(shè)定閾值自動(dòng)報(bào)警等皆無(wú)法達(dá)到要求，本研究提供一種基于ARM技術(shù)的四路電流計(jì)測(cè)量方案，能軟件自動(dòng)切換mA/uA測(cè)量，并能設(shè)定測(cè)量閾值以及報(bào)警，并能實(shí)時(shí)存儲(chǔ)測(cè)量電流值，適合于現(xiàn)有廠線、工控級(jí)別應(yīng)用。

2.可控電流計(jì)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 ARM的外圍電路設(shè)計(jì)

本文以32位ARM處理器為核心，電流測(cè)量模塊為基礎(chǔ)，四路電流測(cè)量模塊實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)四路電流進(jìn)行測(cè)量。ARM產(chǎn)生控制信號(hào)，對(duì)mA/uA進(jìn)行切換，同時(shí)ARM也通過(guò)UART口與PC端進(jìn)行通信，通過(guò)uart上傳到PC方便PC端的大數(shù)據(jù)處理。另外，也可在軟件中設(shè)定報(bào)警閾值（周志敏,等.開(kāi)關(guān)電源實(shí)用技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2014），知會(huì)控制單元報(bào)警險(xiǎn)情并提交報(bào)警原因。ARM接口電路如圖1所示。

圖1 ARM接口電路

2.2 ARM控制下的5v到3.3v的電路設(shè)計(jì)

采用穩(wěn)定的TPS54331芯片，變換生成3V電壓，送入ARM，輸出可調(diào)且穩(wěn)定的信號(hào)（魏應(yīng)東.低壓交流穩(wěn)流電源的研究與設(shè)計(jì)[D].浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文,2005）。TPS54331外圍電路設(shè)計(jì)如圖2所示。

2.3 mA/uA檔的電路設(shè)計(jì)

有串口輸出數(shù)據(jù)，經(jīng)INA226轉(zhuǎn)換（ 李愛(ài)文,等.現(xiàn)代逆變技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2014），輸出mA電流信號(hào)，如圖3所示。

圖2 電壓轉(zhuǎn)換電路

圖3 mA/uA檔的電路設(shè)計(jì)

3.整體軟件設(shè)計(jì)流程

整體軟件設(shè)計(jì)流程如圖4所示：

圖4 整體軟件設(shè)計(jì)流程圖

當(dāng)程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)初始化，用戶根據(jù)按鍵來(lái)選擇使用的量程，系統(tǒng)讀取按鍵值。設(shè)按鍵次數(shù)為n,當(dāng)n=1,顯示進(jìn)入量程mA檔，此時(shí)相對(duì)應(yīng)的LED點(diǎn)亮；當(dāng)n=2,顯示進(jìn)入量程uA檔，此時(shí)相對(duì)應(yīng)的LED亮；

讀取完n的值后，起動(dòng)ARM處理器，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，負(fù)責(zé)把采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再進(jìn)行數(shù)字處理，進(jìn)行標(biāo)度變換，最后數(shù)碼管顯示出來(lái)。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文提出一種基于ARM技術(shù)的mA/uA測(cè)量，可以軟件控制mA/uA檔切換，避免人為切換所帶來(lái)的繁瑣操作，并且能夠軟件設(shè)定測(cè)量閾值，能夠自動(dòng)報(bào)警以及能將所測(cè)量的電流值存儲(chǔ)在SD卡內(nèi)，極大化的減輕工廠測(cè)量壓力，并且本研究提出四路電流測(cè)量，體積小，精度高(mA/uA檔誤差精度1以內(nèi))，能適應(yīng)現(xiàn)有的工廠需求。