基于LPC55S69雙核MCU的信號(hào)測(cè)量表，用于電流電壓測(cè)量

一 名稱:

信號(hào)測(cè)量表

二 概述:

背景：

電子愛好者，工程師，創(chuàng)客等均離不開各種電子測(cè)量工具。除過(guò)專業(yè)的較高級(jí)的測(cè)量?jī)x器之外，較廉價(jià)和多功能且使用簡(jiǎn)單的測(cè)量?jī)x器相比也擁有廣闊的市場(chǎng)前景。

本設(shè)計(jì)就是基于此概念，考慮成本和功能性能的簡(jiǎn)化，充分利用MCU本身強(qiáng)大的特性，目標(biāo)就是設(shè)計(jì)出精簡(jiǎn)易用的測(cè)量工具來(lái)。

設(shè)計(jì)：

充分利用MCU集成的資源（CPU，RAM，ADC……），輔以精簡(jiǎn)的前端模擬電路，測(cè)量對(duì)象是電壓和電流。電壓的前端處理包括衰減和可變的放大增益。電流的前端處理是低阻值電流采樣，采樣電壓放大。調(diào)理過(guò)的電壓和電流信號(hào)都進(jìn)入MCU的ADC。LPC55S69內(nèi)置有16bits高分辨率的ADC，有較好的測(cè)量精度和標(biāo)定余地。

硬件電路：

MCU LPC55S69主控具有高分辨率的ADC和強(qiáng)大的運(yùn)算能力，是本設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的器件。

電壓模擬信號(hào)調(diào)理包括衰減和變?cè)鲆娣糯?，?a class="article-link" target="_blank" href="/e/1682917.html">電阻分壓和兩級(jí)放大器實(shí)現(xiàn)。為了更進(jìn)一步簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)，這里需要采用低失調(diào)的運(yùn)放，兩級(jí)放大（X10X10）總共100倍，失調(diào)不大則可通過(guò)數(shù)字處理抵消。模擬開關(guān)選擇電阻分壓比配合兩級(jí)放大實(shí)現(xiàn)寬廣的信號(hào)檢測(cè)范圍。

電流模擬信號(hào)調(diào)理包括低阻值的電流采樣，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)采用了專用的電流檢測(cè)放大器INA199，其支持較寬的共模輸入范圍，良好的性能，低成本，集成度高。這樣設(shè)計(jì)電流輸入端對(duì)地電位應(yīng)在INA199輸入范圍內(nèi)（0~26V）?？梢詫?shí)現(xiàn)電壓電流的同時(shí)測(cè)量。

測(cè)量結(jié)果通過(guò)LCD屏幕顯示，電壓和電流結(jié)果可以較高的速率測(cè)量，以后還能實(shí)現(xiàn)測(cè)量波形的顯示，再利用MCU強(qiáng)大的處理能力添加數(shù)字處理和濾波，實(shí)現(xiàn)示波器的部分功能。

軟件：

初期軟件主要是基于官方SDK，實(shí)現(xiàn)測(cè)量和驅(qū)動(dòng)硬件。后期可以在軟件上實(shí)現(xiàn)更多更豐富的功能。

上面是測(cè)量一個(gè)電路中的鋰電池的結(jié)果

三 實(shí)物圖

見上文

四 視頻

nxp的代碼相當(dāng)復(fù)雜,屏幕和GUI沒有調(diào)好,有待后續(xù),所以視頻略.

五 文檔

在ADC的例程上修改調(diào)試,硬件電路簡(jiǎn)單并正常工作,軟件在學(xué)習(xí)中

lpcxpresso55s69_lpadc_polling.zip (5.47 MB)

原理圖

Schematic_mesure_box.pdf (71.12 KB)