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基于ARM Cortex-M3的小型化远程监控智能电源系统

/?? 2014年08月29日 ?? 收藏0

2 设计与实现

2.1 核心模块

核心模块采用TI 公司生产的Luminary Cortex-M3 系列ARM 中的LM3S9B96 芯片,该芯片具有80MHz 的运行速度,内部集成了大容量的256KB 单周期Flash ROM 和96KB 单周期SRAM,具有16 通道10bit 分辨率的AD 采样模块、支持;LwIP 协议的10/100M 自适应以太网模块和丰富的I/O 接口。

LM3S9B96 有65 个I/O 接口,设计时选取GPIOF 组8 个I/O 接口作为控制引脚;各供电支路需要采集电压和电流两种值,16 通道AD 采样模块可满足8 路供电支路的采样需求;集成的MAC+PHY 外设也可实现与上位机的以太网通信;大容量的内置存储空间为复杂的程序提供了合适的平台。根据上述分析,LM3S9B96 芯片非常适合本监控系统,并可极大简化电路设计。

2.2 控制模块

各供电支路控制模块的设计如图2所示。根据各支路设备需要的电流值选择合适的继电器作为电子开关,并且在控制引脚和继电器间加入光耦隔离保护及供电通断指示灯。

当主芯片GPIOF 控制引脚为低电平时,LED 灯灭,继电器3 脚输入与5 脚输出断开,该供电支路断电;当主芯片GPIOF 控制引脚为高电平时,光耦输出为低电平,LED 灯亮,继电器3 脚输入与5脚输出导通,该供电支路通电。

图2 供电支路控制模块设计图
图2 供电支路控制模块设计图

2.3 采集模块

各供电支路采集模块的设计如图3所示。电流传感器串联在电源回路内,其内部霍尔传感器会将支路电流产生的磁场以电压的形式输出至主芯片的AD 采样模块,根据厂家提供的手册可计算出对应的电流值。电压值的采集电路采用电阻分压电路的形式,采样电压值亦被输出至AD 采样模块,通过简单换算即可得到实际电压值。实际应用中,根据用电设备的电流和电压值可灵活的选择合适的电流传感器和分压电路阻值。需要注意的是,输出到AD 采样模块的电流和电压值必须在其0-3V 的采样范围内。

图3 供电支路采样模块设计图
图3 供电支路采样模块设计图

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电源监控? 智能? Cortex-M3? 嵌入式?

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