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CW32数据采集卡

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简介

基于CW32的多功能数据采集卡,仿研华亚当模块ADAM4017+ 数据方式:主动上传电脑 系统电源:来自TTL串口的5V 采集范围:0~5V 或 0~20ma 采集回路数:1 输入类型:电压电流可切换

简介:基于CW32的多功能数据采集卡,仿研华亚当模块ADAM4017+ 数据方式:主动上传电脑 系统电源:来自TTL串口的5V 采集范围:0~5V 或 0~20ma 采集回路数:1 输入类型:电压电流可切换
电压电流表训练营【立创开发板&CW32】

开源协议

BSD License

(未经作者授权,禁止转载)
创建时间:2024-07-17 07:48:33更新时间:2024-08-07 02:32:48

描述

主要功能:

1、对电压(05v)或电流(020ma)进行检测后数据主动上传电脑

设计要点:

1、使用CW32地文星开发板设计,为了省略供电电路,直接使用TTL串口5v供电。
当然也可外接5V供电,但与电脑通讯时必须共地。
2、不要复刻,不要复刻,不要复刻

电路设计与电路原理:

本项目电路图因为简单所以布局随意,元件摆放杂乱,懒得整理,凑合看吧

1、供电电路

千万不能在24V或36V供电的工业场景中使用,本项目是为了学习ADC原理和cw32单片机的使用方法,所以并未做太多保护电路,因此试验的时候要倍加小心

2、主控芯片

本项目使用CW32F030作为主控芯片

3、电压采集电路

本项目采用分压电路实现电压采集,设计可采集电压0~5V,当前配置最高采集电压为5V

本项目设计分压电阻为10K+10K,因此分压比例为1:1

分压电阻选型主要需要参考以下几个方面:

1、设计测量电压的最大值,出厂设置本项目中测量电压为5V;

2、ADC参考电压,本项目中为2.5V,该参考电压可以通过程序进行配置;

3、校准,为了校准,本设计加了20k可调电阻(调整为10k);

根据以上数据可以通过参数计算出分压电阻的电阻:

1、计算所需的分压比例:即ADC参考电压:设计输入电压,通过已知参数可以计算出5V/5V=1

2、计算高侧电阻:即低侧电阻/分压比例,通过已知参数可以计算出10K/1=10K

3、选择标准电阻:选择一颗略高于计算值的电阻,计算值为10K,我选的是20k可调电位器

如果在实际使用中,需要测量的最大电压需要调整时,下面将进行说明:

1、假设被测电压为10V,选择调整20k电位器阻值的方法扩大量程

2、已知选用电阻的分压比例为0.5,通过公式反推,我们可以计算出10V*0.5=5V,因此我们原来电位器在10k就不行了,要调到30k,因此我们电位器选小了。所以我们的采集卡最高采集7.5V电压

考虑到被测电源可能存在波动,在电路设计时,在低侧分压电阻上并联了0.1uF的滤波电容提高测量稳定性
本设计把电阻位置均设计成了插针形式,是便于更换电阻,将来换电阻换量程试验用的。

在PCB进行Layout需要特别注意,我没有铺铜。

4、电流采集电路

本项目设计的采样电流为20ma,选择的采样电阻为250欧

采样选型主要需要参考以下几个方面:(实际我的电流采样电路完全还是原来的电压采样电路)

1、设计测量电流的最大值,本项目中为20ma

2、检流电阻阻值的计算,5V/20ma=250欧。

3、检流电阻的功耗,应当根据该参数选择合适的封装。本人采用的是250欧1w的高精电阻,并且加大焊盘,以便更换不同阻值的电阻。

4、检流电阻上电流和电压之间的关系:0-5v和0-20ma工业上的标准信号,比如压力变送器的标准信号一般是电流信号(当然也有电压信号的)。我仅仅是简单的将他们相互转换了一下。如果目标信号是0-5v,我可以直接送进单片机。如果是0-20ma,我们在他的两极间加了一个250欧的采样电阻,那么就变成了20*250/1000=5v。因此我的电压和电流采样电路是同一个,因为电压和电流是完全成正比的关系。
5、本项目旨在学习使用单片机的adc功能,所以不考虑电源滤波,稳压等问题。

image.png

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设计图

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