CW32数字电压电流表

1、项目功能介绍

• 采用核心板加扩展板设计理念，采用插件器件设计，让学习更能简单，让探索能更深入；
• 核心板选用国产武汉芯源半导体CW32为主控，同时兼容同类型其他款式开发板；但CW32更有优势。
• 项目综合程度高，实用性强，设计完成后可作为桌面日常仪表使用；
• 项目学习资料丰富，包括电路设计教学、PCB设计、代码编程的学习以及工程师调试能力的培养。

 

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2、项目属性

• 此次项目为参加嘉立创和武汉芯源半导体联合举办的训练营的官方案例改进而成，此版本设计为首次公开。
• 此项目在学校拿过优胜奖，是个不错的开源作品。

 

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3、开源协议

GPL 3.0 

•     这是GUN的通用公共许可证，只要在工程项目中使用了GPL协议下的产品，那么这个工程项目必须采用GPL协议，也就是说必须开源和免费。
•     GPL的出发点是代码的开源与免费使用和引用、修改、衍生代码的开源与免费使用，但不允许修改后和衍生的代码做为闭源的商业软件发布和销售。
•     GPL最显著的特点是“病毒性传播”和“不允许闭源的商业发布”，我们熟悉的Linux就是使用了GPL许可。 

GPL 3.0 基本精神

1. 1.你可以免费使用、复制、修改、分发受保护程序，但分发时一定要提供源码。
2. 2.你可以收费。比如可以针对目标码、源码的分发收费，可以针对软件的维修保养（主要是提供技术支持，以下简称“维保”）收费；但不能收许可费、版税、专利许可费、授权费这类费用。
3. 3.GPL程序的所有贡献者，自动免费提供了专利许可，承诺不会告人侵犯专利权（前提是你遵守了GPL）。
4. 4.GPL程序允许别人破解。如果是用在消费类硬件上，要允许人修改并安装程序。

 

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4、硬件部分

         1.电压采样电路

           本项目采用分压电路实现高电压采集，设计可采集电压100V，当前配置采集电压为0-30V。本项目设计分压电阻为220K+10K，因此分压比例为22:1（ADC_IN11）

• 本项目中还用来模拟电压的测量、测量的标定、和测量校准辅助的电路

       2. 电流采样电路

         本项目采用低侧电流采样电路进行电流检测，采样电路的低侧与开发板表头接口共地

本项目设计的采样电流为3A，选择的采样电阻（R0）为100mΩ

      采样选型主要需要参考以下几个方面：

1. 1.预设计测量电流的最大值，本项目中为3A
2. 2.检流电阻带来的压差，一般不建议超过0.5V
3. 3.检流电阻的功耗，应当根据该参数选择合适的封装，本项目考虑到大电流时的功耗（温度）问题，选择了1W封装的1206电阻，但考虑到热阻问题，复刻者可更换成2512或1812封装的3W封装电阻。
4. 4.检流电阻上电压的放大倍数：本项目中没有使用运放搭建放大电路，因此倍率为1

     随后便可以通过以上参数计算出检流的阻值选择：

1. 1.由于本项目没有使用放大电路，因此需要选择更大的采样电阻获得更高的被测电压以便于进行测量
2. 2.考虑到更大的电阻会带来更大的压差、更高的功耗，因此也不能无限制的选择更大的电阻
3. 3.本项目选用了1W封装的电阻，对应的温升功率为1W

综合以上数据，本项目选择了100mΩ的检流电阻，根据公式可以计算出3A*100mΩ=300mV,900mW

• 用来模拟电流的测量、测量的标定、和测量校准的辅助电路

       3.数码管显示电路

在本项目中使用了两颗0.28寸的三位共阴数码管作为显示器件，相较于显示屏，数码管在复杂环境中拥有更好的识别度，可以根据实际使用环境的需求，改为更小的限流电阻实现更高的数码管亮度；在另一方面，数码管拥有较好的机械性能，不会像显示屏一样容易被外力损坏。在工业等有稳定可靠性应用中，多被采用。从开发版学习的角度来看，更易有目的的学习电子测量原理相关开发。

 

在本项目中，经过实际测试，数码管的限流电阻（R1~R6）被配置为300Ω，对应的亮度无论是红色还是蓝色数码管，均具有较好的识别度，且亮度柔和不刺眼。

      3.用于电压测量校准的TL431电路设计

本项目额外增加了一个TL431电路用来提供一个2.5V的基准电压，可用于给芯片一个用于校准AD的外部电压基准，从产品设计角度来讲，由于CW32本身的ADC性能优势，可以不需要此电路

 

 

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5、软件部分

软件部分此次有嘉立创和武汉芯源半导体设计，官方已写出了详细的教学文档就不在此过多的赘述了，我会在此描述一些重点，比如有人好奇板子上的3个按键的作用以及该如何使用。

本实验的标定操作方法​

该例程使用按键操作来标定。具体操作方法如下：

定义5个工作模式，K1键用于切换显示模式。K2键设置对应模式下的参数值，并保存到FLASH。K3键返回到模式0。

模式0： 显示正常的电压电流值（上一排数码管显示电压值*.V或.*V自动切换，下一排显示电流值，_.**A）

模式1： 电压5V标定值设置。上一排数码管显示5.05. 。下一排显示当前电压值_.V或._V。在该模式下，应将万用表测量被测位，调到5.00V。 按下K2键后，将当前值标定为5V电压值。

模式2： 电压15V标定值设置。上一排数码管显示5.15. 。下一排显示当前电压值_.V或._V。在该模式下，应将万用表测量被测位，调到15.0V。 按下K2键后，将当前值标定为15V电压值。

模式3： 电流0.5A标定值设置。上一排数码管显示A.0.5 。下一排显示当前电流值_.**A。按下K2键后，将当前值标定为0.5A电流值。

模式4： 电流1.5A标定值设置。上一排数码管显示A.1.5 。下一排显示当前电流值*.**A。按下K2键后，将当前值标定为1.5A电流值。

软件教学文档请点击    》》》》》》》     软件设计

 

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6、BOM清单

1. 1.此次电路设计主控采用的是立创地文星开发板为主控，使用模块化设计，供以大家学习，可自行前往立创开发板官网购买，一块连10元都不到。
2. 2.此次电路设计使用了的是0.28寸数码管，颜色大家可以自行选择购买，某宝3元5个数码管与显示屏相比便宜实惠。
3. 3.此次电路使用的是一颗8550LDO，最大输入电压为40V，搭配VP供电十分方便，实际使用的是一个5V的Type-C接口供电，LDO是给VP预留的。
4. 4.最重要的是此次使用了和万用表差不多的香蕉头，可连接表笔使用，十分方便，注意！万用表使用的是4mm的香蕉头连接，此次电路设计中使用的是2mm的香蕉头，请勿买错！
5. 5.注意！此次设计使用了嘉立创彩色丝印，导出哪种丝印可自行选择，另外我还为此次项目设计了3D外壳，可自行打印使用，有了外壳那少不了的就是嘉立创面板了，没错我顺便设计了个可爱的面板。
6. 6.下单嘉立创亚克力面板时一定要点确认生产搞，一定要点确认生产搞，否则将打印出次品，面板属性可按自己选。

 

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8、演示您的项目并录制成视频上传

详细讲解视频请点击   》》》》》》   视频讲解