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基于STC12C5A60S2的多功能测量表，支持电压、电流和功率等参数测量-电路设计方案

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简介：
本项目设计了一款基于STC12C5A60S2单片机的多功能测量表，可实现对电压、电流及功率等多种电气参数的精准测量。 在进行设计工作时常常需要测量电压、电流及功率等参数，于是决定自己制作一个测量表。基于此想法，我开发了一个以STC12C5A60S2为核心的电压电流功率表。 该设备的电路原理图和实物照片均已完成。上电测试显示一切正常，并且已经绘制了驱动模块图及其焊接后的实际图片。有关设计的具体细节包括原理图及代码都可以通过附件获取，欢迎有兴趣的朋友动手制作并享受DIY的乐趣。

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  • 基于STC12C5A60S2的多功能测量表，支持电压、电流和功率等参数测量-电路设计方案
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    本项目设计了一款基于STC12C5A60S2单片机的多功能测量表，可实现对电压、电流及功率等多种电气参数的精准测量。 在进行设计工作时常常需要测量电压、电流及功率等参数，于是决定自己制作一个测量表。基于此想法，我开发了一个以STC12C5A60S2为核心的电压电流功率表。 该设备的电路原理图和实物照片均已完成。上电测试显示一切正常，并且已经绘制了驱动模块图及其焊接后的实际图片。有关设计的具体细节包括原理图及代码都可以通过附件获取，欢迎有兴趣的朋友动手制作并享受DIY的乐趣。
     
  • IM1281B 电能计量模块用于交流充电桩的电参数监测和电量采集电压电流功率测量模块
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    IM1281B电能计量模块专为交流充电桩设计，精准监测电参数并收集电量数据。适用于电压、电流及功率的精确测量，确保充电系统的高效运行与能耗管理。 IM1281B单相交流电能计量模块能够采集监测交流电压、电流、有功功率、功率因数、频率、电能及温度等多种电气参数。该产品采用工业级设计与制造工艺，具备双隔离采样功能，并支持嵌入式安装，确保使用安全可靠。 此外，IM1281B兼容MODbus-RTU和DL/T645-2007通信协议，便于实现数据传输及应用操作的简化。此产品已通过计量院测试并获得CE认证、RoHS环保标准认证。
     
  • 电流分流与电压测量的隔离式参考设计-电路方案
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    本参考设计提供一种用于电流分流和电压测量的隔离式解决方案，适用于需要电气隔离的应用场景。通过先进的电路技术确保信号准确传输的同时保障系统安全。 参考设计在C2000 TMS320F28377D Delfino微控制器中实现了AMC130x加强版隔离式Delta-Sigma调制器以及集成式的正弦滤波器，使用户能够评估电机电流、逆变器电压和直流链路电压的性能。该套件包含固件来配置正弦滤波器、设置PLL频率并接收来自正弦滤波器的数据。 此设计采用新型AMC130x加强版隔离式Delta-Sigma调制器，对三相电机电流和电压进行隔离式的分流反馈测量，并使用集成在C2000 F2837xD双核Delfino微控制器中的Sinc3数字滤波器。校准准确度为±0.2%，未校准时的误差小于2%；故障保护响应时间少于4uSec。 设计中还包括通过运行时GUI对调制器时钟、正弦滤波器参数以及电流和电压波形进行全面性能分析的功能，且经过测试符合IEC61800（EMC要求）标准。此外，附件包含重要的芯片信息如TPS7A30线性稳压器 (LDO)、TLV70424低压降稳压器以及SN6501变压器驱动器等。 该设计利用了TI的多种器件：例如TPS55340升压转换器和TPS54232降压转换器，这些器件为系统提供了高效的电源管理。同时，设计还使用了REF3012电压基准、OPA211运算放大器等关键元器件来确保系统的精确度与稳定性。 此设计方案不仅展示了AMC130x调制器在电机控制中的应用潜力，同时也突显了F2837xD微控制器的高性能特性。
     
  • 基于AD7755的电能有功功率测量方法
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    本研究提出了一种利用AD7755芯片进行电能有功功率精确测量的方法，适用于电力系统中能耗监测与管理。 利用AD7755实现电能有功功率的测量.pdf这篇文章介绍了如何使用AD7755芯片来精确测量电能的有功功率。文中详细阐述了该方法的技术细节与应用价值，为相关领域的研究者提供了重要的参考信息。
     
  • 基于单片机的电压和电流测量仪表设计
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    本项目致力于开发一款基于单片机技术的电压与电流测量工具。该仪表集成了高精度传感器及数据处理算法，能够实现对电气参数的精确测量，并提供直观的操作界面，适用于工业、科研等多领域应用需求。 《基于单片机的电压电流表设计》是一个深入探讨如何利用单片机技术实现电压和电流测量的项目。在这个设计中，单片机扮演着核心控制器的角色，它负责采集信号、处理数据并显示测量结果。 1. 单片机基础： 单片机是一种集成在单一芯片上的微型计算机，通常包含CPU、内存、定时器计数器以及IO接口等组件。在电压电流表设计中，单片机如8051或AVR系列用于控制整个系统的运行，处理测量数据并驱动显示屏。 2. 传感器选择与信号调理： 测量电压和电流需要适当的传感器，例如电压互感器和电流互感器。这些传感器将物理量转换为电信号以便单片机可以进行处理。信号调理电路可能包括放大、滤波和隔离等步骤，以确保测量的准确性和稳定性。 3. 数据采集与AD转换： 测量得到的电压和电流通常是模拟信号，需要通过模数转换器（ADC）将其转化为数字信号供单片机处理。选择合适的ADC并进行配置是关键环节，需考虑分辨率、速度以及噪声性能等因素。 4. 程序设计： 使用C或汇编语言编写程序来实现数据采集、计算和显示功能。这些程序包括初始化设置、中断服务程序、采样控制、数据处理及结果显示等模块。良好的编程结构与算法优化有助于提高测量精度和系统响应速度。 5. 原理图与PCB设计： 设计原理图时需考虑各个组件间的连接，确保信号传输的准确性；而PCB设计则涉及布局布线以减少电磁干扰、提升系统的可靠性和稳定性。良好的PCB设计能减少信号延迟并提高系统抗干扰能力。 6. 显示界面： 通常使用液晶显示器（LCD）或七段数码管显示测量结果，单片机通过IO口控制显示驱动实现数值或指针式读数的呈现。清晰易读且具备单位标识和量程切换功能的设计是理想的。 7. 安全与保护措施： 在电流测量中尤其需要注意安全问题，设计时可能包含过载、短路及反接等防护机制；同时合适的电源管理和散热方案也是确保设备长期稳定运行的关键因素。 通过以上知识点的学习实践，开发者不仅能掌握基于单片机的电压电流表设计技巧，在嵌入式系统开发、信号处理和硬件设计方面也能得到提升。这个项目是一个很好的学习平台，能够将理论知识与实际应用相结合，并对提高电子工程师的专业技能具有重要意义。
     
  • PowerMonitor：采用INA219的电流电压功率测量模块
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    PowerMonitor是一款基于INA219芯片设计的电流、电压及功率测量模块。它能够精确监测电子设备的工作状态和能源消耗情况，适用于各种电源管理和监控应用。 电源监视器是一款小巧的模块，安装在直流电源与负载之间，用于测量总线电压、电流消耗及计算功率损耗。该设备将数据展示于0.96英寸OLED显示器（SSD1306通过I2C控制）或SPI接口PCD5844（诺基亚5110）LCD屏上。 此外，电源监视器还具备过流警报功能：用户可通过电位计设置电流阈值范围从0到1安培。一旦检测到的电流超出设定值，模块将通过脉冲式压电蜂鸣器发出声音，并在显示屏上闪烁显示当前测量的电流数值。 该设备最初设计用于开发吉他效果踏板时作为辅助工具使用，因此采用中心负极直流插孔连接方式，并且其电流测量范围限定为0至1安培。此外，电源监视器可以自动检测接线是否反向（即错误地将电源施加于输出端口），并发出警报。 最大输入/总线电压：26V DC（INA219B的最大额定值）。
     
  • 含温度补偿功能的pH测量仪参考设计-电路方案
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    本参考设计提供了一款集成温度补偿功能的pH测量仪器电路方案，旨在提升pH值测量精度和稳定性。该设计方案详细介绍了硬件选型、电路布局及软件算法优化策略，适用于工业、环保等领域对精准酸碱度检测的需求。 该设计提供了一种带有温度补偿功能的pH测量仪的整体解决方案。电路主要由三部分构成：pH探针缓冲器、ADC（模数转换器）以及数字及电源隔离器。 AD8603是一款精密微功耗运算放大器，其最大电流为50 μA且低噪声(22 nV/√Hz)，适用于配置为AD7793通道之一输入的缓冲器。该芯片具有极小的典型输入偏置电流（200 fA），能够有效解决高内部电阻pH探针的问题。 系统的核心是基于AD7793，这是一款24位Σ-ΔADC，具备三个差分模拟输入和一个片内低噪声、可编程增益放大器(PGA)，其增益范围从单位增益至128。该芯片的最大功耗仅为500 μA，非常适合低能耗应用场合。 此外，AD7793还内置了一个低噪声且具有温度漂移补偿的内部带隙基准电压源，并支持外部差分基准电压输入。输出数据速率可通过软件编程设置，在4.17 Hz至470 Hz范围内可调。 数字隔离器和电源转换功能则由ADuM5401（四通道数字隔离器，集成DC-DC转换器）来提供，该器件利用iCoupler芯片级变压器技术实现微控制器与AD7793之间的逻辑信号及电源反馈路径的完全隔离。这一设计确保了在工业环境中免受噪声和瞬变电压的影响。 整个pH测量仪电路是一个低功耗、全隔离式的传感器信号调理器和数字化设备，并且具备自动温度补偿功能，可为0至14范围内的pH值提供精度高达0.5%的读数。该系统具有超过14位无噪声代码分辨率，在化工、食品加工、水处理及污水分析等多种工业应用中表现出色。 此外，电路设计支持高内阻（从1 MΩ到几GΩ）的pH传感器，并通过数字信号和电源隔离技术进一步提高了其抗干扰能力。
     
  • 基于STM32的USB电压与电流测量仪-电路设计
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    本项目基于STM32微控制器设计了一款USB电压和电流测量仪，提供精准的数据采集及显示功能。通过优化电路设计实现高效能低功耗。 介绍一款基于STM32的USB电压电流表，它能帮助用户轻松查看充电器是否处于快速充电模式，并且可以方便地测试USB设备功耗或USB充电器输出功率。 **版本更新说明** v1.1-2020/4/15：新增自动屏幕功能。当检测到无电流输出达20秒后，显示屏将自动关闭以保护OLED屏；在屏幕关闭状态下，一旦有电流输入或者手动按下按钮时，屏幕上会立即显示信息。 **产品特性** - 基于STM32F030K6芯片和HAL库代码编写 - 使用GCC编译器开发的项目 - 配备了清晰效果的0.91英寸白色OLED显示屏 - 采用低阻值采样电阻（5mΩ），以减少内部电阻对USB电源效率的影响。 - 支持4.7V至24V宽电压范围，以及0A到5A电流测量能力；可测得Vbus、D+和D-端口的电压及Vbus电流 - 提供功率显示与能量计算功能，并支持内部参考电压源（Vref）或外部参考电压源（AZ431） - 集成了软件校准机制，确保设备在经过校准后能保持较高精度 **使用说明** 该USB电压和电流表具备了简便的软件校准程序来补偿硬件偏差。开机时若持续按压按钮直至屏幕上显示“准备校准”，则可进入校准模式；根据屏幕指示提供标准电压与电流值即可完成整个过程。 **注意事项** 在制作过程中，请注意：不同类型的USB插座（一种是内部触点向下，另一种向上）可以使用相同的PCB布局。若所用的USB插口为下置式，则应将其焊接于板子正面；反之则需置于背面以确保正确连接。 示例图片展示了采用下置式USB插头的情况，并且其原理图和PCB设计是针对上触点母插座进行优化的，制作时请特别注意以上细节。