#第七届立创电赛#USB电压-电流表 - 立创电子设计大赛

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Mr_XiaoLang

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<div class="document"> 注：* 为必填项 请在报名阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> USB电压电流表，最大测量电压6V，最大测量电流2.8A。，不支持快充。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*2、特点</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <ul> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">支持电压、电流及功率显示</li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">采用高精度低阻值采样电阻，防止过高内阻对USB供电产生影响；</li> </ul> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 3、开源协议</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… 注：利他即利己，请认真阅读下述内容。 <ol style="line-height: 1.8;"> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">拥抱开源，赋予项目无限价值。建议项目核心功能开源80%以上；</li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">若某一部分功能不可替代且删掉之后项目无法解决对应的问题，则这一部分实现的功能就是项目的核心功能；比如设计了一台电子负载且设计了一款上位机软件监控功率变化，则电子负载为核心功能，上位机软件为辅助功能；比如电子负载中使用了一款隔离485模块与上位机通信，则此485模块实现的通讯功能为辅助功能；</li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">项目应选择适合自己的<a href="/posts/98fdb2accd754af7b51990790db3b47a" target="_blank">开源协议</a>，若项目引用其他开源项目，应注明来源并遵循原作者的开源协议规定；原创项目推荐使用GPL3.0开源协议；</li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">直接引用开源项目的原电路或原代码实现的功能不可作为自己项目的核心功能、使用市场上通用模块直接实现的功能不可作为自己项目的核心功能。</li> </ol> 请在竞赛阶段填写 ↓ <h1 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*4、硬件部分</h1> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… <h2 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">4.1总体电路概述</h2> 根据可以实现的功能可以知道，该电路至少需要主控电路、电源电路、电流采样电路、电压采样电路、OLED显示电路、程序下载电路等。 <h2 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">4.2主控电路</h2> 主控电路采用国民技术N32G430系列微控制器N32G430C8L7，该芯片具有高性能32位ARM Cortex™-M4F内核，集成浮点运算单元（FPU）和数字信号处理（DSP），支持并行计算指令。最高工作主频128MHz，集成高达64KB片内加密存储Flash，并支持多用户分区权限管理，最大16KB的嵌入式SRAM。内置一个内部高速AHB总线，两个低速外设时钟总线APB及总线矩阵，最多支持40个可复用I/Os，提供丰富的高性能模拟接口，包括1个12位4.7Msps ADC，最多支持16个外部输入通道和3个内部通道，同时提供多种数字通信接口，包括4个U(S)ART、2个I2C、2个SPI/ I2S、1个CAN 2.0B通信接口。 主控芯片N32G430C8L7的供电电压为3.3V，需要在每一个供电电压引脚增加100nf电容稳压、滤除电压波动，而在引脚1还需要额外增加一个4.7uf电容。查阅N32G430C8L7芯片数据手册中的《引脚复用表》可以知道，芯片与OLED的I2C通信可以通过14、15脚进行通信；SWD串口调试可使用34、37引脚；串口下载程序可以使用30、31引脚；进行电压和电流测量可使用支持ADC采集的引脚11、12。 <div> </div> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/14aizChiksyGmy3kSYn6KiUZmTMsX7c5QDLvs6tN.png"> <h2 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">4.3电源电路</h2> 电源电路主要是负责整个电路的供电和降压供电功能。分为两部分，一部分是电流采样电路，另一部分是降压电路。电流采样电路使用USB-A公头进行供电，USB-A母头进行输出，中间加入电流采样。电流采样电路使用INA199 系列电压输出、电流分流监控器（也称为电流传感放大器），该系列芯片常用于过流保护、针对系统优化的精密电流测量或闭环反馈电路，可在独立于电源电压的 –0.3V 至 26V 共模电压下感应分流电阻器上的电压降。共有三种固定增益可供选择：50V/V、100V/V和 200V/V。本次采用的芯片是INA199A1DCKR，固定增益是50V/V，增益误差是1.5%。 降压电路采用AMS系列线性稳压芯片，有很多固定输出电压版本，例如1.5V、1.8V、2.5V、2.85V、3.3V 和 5.0V。本次采用AMS1117-3.3，降压指3.3V给芯片进行供电。降压电路两侧采用大小容值电容进行稳压。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/sRqiCVTqhAIxzQNONv1qLhfdTOfd1FNvsJjUWBSf.png"> <h2>4.4电压采样电路</h2> 电压采样电路主要使用了分压电路进行测量。分压比约为1：10，分压的原因是避免电压过高，直接连接在主控芯片引脚上可能会烧坏引脚。主控芯片高电平是3.3V，这次测量的电压可达5V。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/5guo87WlTWs87cH9tL1gcoZBfOX4LipEf8gVRZTe.png"> 注：推荐使用<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a>。若选择其他EDA工具，请在附件上传PDF格式的原理图，PDF格式的PCB图纸，Gerber格式的PCB文件。这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*5、软件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… 软件部分采用Keil软件进行编程。 注：若您的项目涉及软件开发，请在附件上传对应的工程源码。这里可以详细说明您的软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… 注：项目涉及的BOM清单。这个位置请上传BOM的截图。清单详情请以PDF的格式上传到附件中。建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请上传包含大赛logo的项目图片，logo以丝印形式印刷在PCB上面。 点击zip下载大赛logo标识！ <a href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/%E7%AB%8B%E5%88%9B%E7%94%B5%E8%B5%9B%E6%A0%87%E8%AF%86.rar" target="_blank">（大赛标识）.zip</a> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内； 视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。 更多详情：<a href="/posts/06c94d90c2c447dfbd9ed7339ff4a5b1" target="_blank">https://diy.szlcsc.com/posts/d76d9cb41705430e9a54e7a5feed07a5</a> </div>