大电流测量仪的课程设计VIP免费

目录1、课程设计目的…………………………………………………………22、课程设计内容和要求………………………………………………22.1、设计内容……………………………………………………………………22.2、设计要求……………………………………………………………………23、设计方案……………………………………………………………23.1、设计思路……………………………………………………………………23.2、工作原理及硬件框图………………………………………………………33.3、硬件电路原理图……………………………………………………………43.4、PCB版图设计………………………………………………………………63.5EWB仿真图形…………………………………………………………………84、课程设计总结………………………………………………………95、参考文献……………………………………………………………10一、课程设计目的1、掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；2、学习使用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图；3、掌握应用EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。二、课程设计内容和要求2.1设计要求设计一个大电流测量仪，具体要求如下：1.测量范围为10A,100A,1000A2．量程可自动切换3.课程设计说明书4.电路原理图和印刷板图5.仿真图形和仿真结果2.2设计内容（1）．通过图书馆互联网获取资料；（2）．学习了单片机的基本知识，知道了单片机有四个并口，P0，P1，P2，P3，并且简单了解了霍尔元件及其应用，复习模拟电子技术一些知识，如，集成运算放大电路的工作原理，通过自己所学知识将资料有效利用，获得电路图；（3）．学习EWB软件，及protel软件，将电路图进行仿真，得到波形图，及PCB板。三．设计方案3.1设计思路（1）在元件的控制电流端通以电流I，并在片子平面的法线方向上，施以感应强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场的方向上（即霍尔输出端之间）将产生一个电势Vh（称霍尔电势，也有称霍尔电压），其大小正比于电流强度I和磁感应强度B的乘积，这一现象就是常称的霍尔效应，霍尔元件就是基于这一效应来工作的。通电导线的周围存在磁场，其磁场的强弱正比于导线中的电流，若将通以恒定控制电流的霍尔元件放在通电导线周围的磁场中，则霍尔输出电1压的大小就与导线中的、电流的大小成正比，通过控制磁场使大电流感应出小电流，便于我们测量。（2）由A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，可以通过单片机的高低电平来控制量程的自动切换。由于显示器只能显示模拟信号，所以需要D/A转换器将数字信号转换为模拟信号！选取定量程后，进入下一个模块，开始电流的测量。（3）电流的测量电路功能说明参考图二的原理图说明！3.2基本原理图及设计框图图1基本原理图说明：直流大电流测量电路原理如图1所示，Ix为被测电流，R1为取样电阻，将电流转换成电压，Ui=IxR1,Uo=-R3Ui/R2=-R3R1Ix/R2,I=Uo/[(Rp/2)+Rm]=-R3R1Ix/{[(Rp/2)+Rm]R2}.I与Ix成正比，可实现线性电流测量.2图2设计框图3.3电流测量的硬件原理图输入电流霍尔元件将大电流转换为小电流转换成小电流A/D转换集成电路D/A转换单片机控制量程电路显示电流3图3原理图说明：（1）选择IC，PA，R4。IC选择F4250型集成运放，它能在较低的电源电压下工作，取电源电压为+1.5V或-1.5V，饱合输出电压为+0。6V或-0。6V。该运放具有外偏电路。PA选用不100uA表头，内阻约为1KR4为偏置电阻，改变R4可以改变Ibi，同时器件参数也变化。因被测电流较大R4=（Ucc-0.5）/Ibi,取Ibi等于0.1uA则R4=(1.5-0.5)/(0.1*10e-6)=10M（2）选择RP1,RP2,RP3(Rp/2)+Rm=|Uo|/I=0.3/(100*10e-6)=3k设Rm=1k,则Rp=4k取系列阻值为3.9k即Rp1=Rp2=Rp3=3.9K4(3)选择R1.1~R1.3,R2.1~R2.3,R3.1~R3.310A档令Ui=0.3V,则R1.1=Ui/Ix=0.3/10=0.03R3.1=|Uo/Ui|R2.1=(0.3/0.3)*R2.1=R2.1,令R2.1=R3.1=30k其余算法同上3.4PCB版图设计1、元器件清单：5:图42、网络表67图53.ＰＣＢ板图：图63.5EWB仿真图形8图7四、设计心得体会通过此次课程设计基于霍尔元件，单片机原理，A/D转换器，以及模拟电子技术等知识，通过EWB软件及protel软件，选取741芯...