一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及电压电流检测的技术领域，尤其是一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统。


背景技术：

2.随着生产活动以及科学技术的发展，人们对电压、电流检测的需求越来越多，比如在电芯的化成分容、锂电池的生产检测和成品电池老化过程中，又如在保护板的过流保护、短路保护过程中，还有在电机控制、dc/dc换流器、电子系统功耗管理等，都需要实时检测电压、电流的动态变化。
3.但是，对于现有的电压、电流检测系统，可检测通道少，导致检测效率低下。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，旨在解决现有技术中检测系统的可检测通道少，导致检测效率低下的问题。
5.本实用新型是这样实现的，本实用新型提供一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，与若干待检测电路电连接，包括：
6.若干采集电路、通道切换电路、放大电路、滤波电路、模数转换电路、主控单片机以及显示器；
7.所述若干采集电路的一端与所述若干待检测电路电连接，所述若干采集电路的另一端均与所述通道切换电路电连接，所述采集电路用于采集所述待检测电路的电信号并传输至所述通道切换电路；所述采集电路为电压型采集电路或电流型采集电路；
8.所述通道切换电路、所述放大电路、所述滤波电路、所述模数转换电路、所述主控单片机以及所述显示器依次电连接，所述通道切换电路用于从所述若干采集电路中选择一个电信号传输至所述放大电路，所述放大电路用于对所述电信号进行放大，所述滤波电路用于对放大后的所述电信号进行滤波处理，所述模数转换电路用于将所述电信号从模拟信号转换为数字信号，所述主控单片机用于对所述电信号进行数据检测，所述显示器用于进行结果显示；
9.所述放大电路包括运算放大器a1、运算放大器a2、运算放大器a3、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6以及滑动变阻器；
10.所述运算放大器a1的输出端通过所述电阻r1与所述运算放大器a3的输入端电连接，且所述电阻r1通过所述电阻r3与所述滑动变阻器电连接；
11.所述运算放大器a2的输出端通过所述电阻r2与所述运算放大器a3的输入端电连接，且所述电阻r2通过所述电阻r4与所述滑动变阻器电连接；
12.所述电阻r1通过所述电阻r5与所述运算放大器a3的输出端电连接，所述电阻r6与所述运算放大器a3的输入端和所述电阻r2电连接；
13.所述滤波电路包括电阻r7、电阻r8、电容c1、电容c2以及运算放大器a4；
14.所述电阻r7和所述电阻r8电连接，所述电阻r8与所述运算放大器a4的输入端电连接，所述电容c1的一端与所述电阻r7、电阻r8电连接，另一端与所述运算放大器a4的输出端电连接，所述电容c2与所述电阻r8和所述运算放大器a4的输入端电连接，所述运算放大器a4的一个输入端与输出端电连接。
15.在其中一个实施例中，还包括参考电压电路；
16.所述主控单片机具有参考电压输入端口，所述参考电压输入端口与所述参考电压电路电连接，所述参考电压电路用于提供参考电压。
17.在其中一个实施例中，还包括电源滤波电路；
18.所述电源滤波电路设置在所述参考电压电路和所述主控单片机之间，所述电源滤波电路用于对所述参考电压电路提供的电压进行滤波处理。
19.在其中一个实施例中，所述电压型采集电路包括分压电路；
20.所述分压电路的一端与被测电压电连接，另一端与所述通道切换电路电连接。
21.在其中一个实施例中，所述电流型采集电路包括采样电阻和分压电路；
22.所述采样电阻和所述分压电路电连接；
23.所述采样电阻与被测电流电连接，所述分压电路与所述通道切换电路电连接。
24.在其中一个实施例中，所述通道切换电路为模拟电子开关或继电器。
25.在其中一个实施例中，所述模数转换电路为模数转换芯片。
26.本实用新型提供了一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，具有以下有益效果：
27.本实用新型采用若干采集电路和通道切换电路，若干采集电路分别采集不同的电信号，由通道切换电路选择采集电路连接后续的放大电路、滤波电路、模数转换电路至主控单片机，提升了检测效率，降低了检测系统的成本，解决了现有技术中检测系统的可检测通道少，导致检测效率低下的问题。
附图说明
28.图1是本实用新型实施例提供的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统的结构示意图；
29.图2是本实用新型实施例提供的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统的电压采集电路的结构示意图；
30.图3是本实用新型实施例提供的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统的电流采集电路的结构示意图；
31.图4是本实用新型实施例提供的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统的放大电路的结构示意图；
32.图5是本实用新型实施例提供的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统的通道切换电路的结构示意图；
33.图6是本实用新型实施例提供的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统的滤波的结构示意图。
34.附图标记：1-采集电路、2-通道切换电路、3-放大电路、4-滤波电路、5-模数转换电路、6-主控单片机、7-显示器、11-分压电路、12-采样电阻。
具体实施方式
35.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
36.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
37.以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。
38.参照图1、图5所示，为本实用新型提供较佳实施例。
39.本实用新型提供一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，与若干待检测电路电连接，包括：
40.若干采集电路1、通道切换电路2、放大电路3、滤波电路4、模数转换电路5、主控单片机6以及显示器7。
41.具体地，若干采集电路1的一端与若干待检测电路电连接，若干采集电路1的另一端均与通道切换电路2电连接，采集电路1用于采集待检测电路的电信号并传输至通道切换电路2。
42.更具体地，通道切换电路2、放大电路3、滤波电路4、模数转换电路5、主控单片机6以及显示器7依次电连接，通道切换电路2用于从若干采集电路1中选择一个电信号传输至放大电路3，放大电路3用于对电信号进行放大，滤波电路4用于对放大后的电信号进行滤波处理，模数转换电路5用于将电信号从模拟信号转换为数字信号，主控单片机6用于对电信号进行数据检测，显示器7用于进行结果显示。
43.更具体地，主控单片机6用于存储和运行算法。
44.更具体地，若干采集电路1分别采集不同的被测量，并且所有的被测量均传递至通道切换电路2，通过通道切换电路2令不同的被测量可以共用后级的放大电路3、滤波电路4以及模数转换电路5，减少了器件的使用量，明显降低了成本。
45.可以理解的是，放大电路3用于放大电信号，滤波电路4用于滤除干扰信号，模数转换电路5用于将电信号转换成数字信号，主控单片机6中运行算法对数字信号进行运算，以得出检测结果，并显示在显示器7上。
46.本实用新型提供了一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，具有以下有益效果：
47.本实用新型采用若干采集电路1和通道切换电路2，若干采集电路1分别采集不同的电信号，由通道切换电路2选择采集电路1连接后续的放大电路3、滤波电路4、模数转换电路5至主控单片机6，提升了检测效率，降低了检测系统的成本，解决了现有技术中检测系统的可检测通道少，导致检测效率低下的问题。
48.在一些实施例中，还包括参考电压电路。
49.具体地，主控单片机6具有参考电压输入端口，参考电压输入端口与参考电压电路
电连接。
50.可以理解的是，参考电压电路的作用是提供一个参考电压，供主控单片机6进行对比，以完成检测。
51.在一些实施例中，还包括电源滤波电路4。
52.具体地，电源滤波电路4设置在参考电压电路和主控单片机6之间。
53.可以理解的是，电源滤波电路4用于对参考电压电路提供的电压信号进行滤波处理，滤除电压信号中的不稳定干扰。
54.在一些实施例中，采集电路1为电压型采集电路1和电流型采集电路1。
55.可以理解的是，电压型采集电路1用于采集电压信号，电流型采集电路1用于采集电流信号。
56.具体地，参阅图2，电压型采集电路1包括分压电路11，分压电路11的一端与被测电压电连接，用于接收被测电压，另一端与通道切换电路2电连接。
57.需要说明的是，分压电路11的作用是对被测电压进行分压处理，常见的分压电路11为电阻分压，当被测电压是小电压时，可省略分压电路11，直接将其输入到下一级的通道切换电路2中。
58.具体地，参阅图3，电流型采集电路1包括采样电阻12和分压电路11，采样电阻12和分压电路11电连接，采样电阻12与被测电流电连接，分压电路11与通道切换电路2电连接。
59.需要说明的是，该系统在检测某个通道的电流过程中，会让被测电流流经采样电阻12，当采样电阻12两端的电压过高时，可在后级添加一个分压电路11，当然采样电阻12两端是小电压的话也可不用分压电路11，直接将其输入到下一级的通道切换电路2中。
60.需要说明的是，通过分压电路11制作电压、电流采样电路是现有技术。
61.在一些实施例中，通道切换电路2为模拟电子开关或继电器。
62.具体地，模拟电子开关和继电器均为现有技术中的电子器件，只要主控芯片的io口足够，按照这种通道切换电路2的结构，若有增加检测通道数量的需求，可以简单方便的通过级联向上扩展，灵活性较好。
63.在一些实施例中，模数转换电路5为模数转换芯片。
64.具体地，模数转换芯片是一种现有技术中的电子器件，用于将电信号转换为数字信号。
65.参阅图4，图4为本实用新型提供的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统的放大电路3的结构示意图，用于对电信号进行放大处理。
66.需要说明的是，该放大电路3中，包括运算放大器和若干电阻，具体地，运算放大器a1和运算放大器a2的一个输入端用于供电信号输入，另一个输入端通过一个滑动变阻器电连接。
67.更具体地，运算放大器a1和运算放大器a2的输出端分别通过电阻r1和电阻r2与运算放大器a3电连接，且电阻r1通过电阻r3与滑动变阻器电连接，电阻r2通过电阻r4与滑动变阻器电连接。
68.更具体地，电阻r1通过电阻r5与运算放大器a3的输出端电连接，电阻r6分别与运算放大器a3的输入端和电阻r2电连接。
69.参阅图6，图6为本实用新型提供的滤波电路4，用于对放大后的信号进行处理，也
可以采用其他形式的滤波电路4。
70.具体地，滤波电路4包括电阻r7、电阻r8、电容c1、电容c2以及运算放大器a4。
71.更具体地，电阻r7和电阻r8电连接，电阻r8与运算放大器a4的输入端电连接，电容c1的一端与电阻r7电阻r8电连接，另一端与运算放大器a4的输出端电连接，电容c2与电阻r8运算放大器a4的输入端电连接，运算放大器a4的一个输入端和输出端电连接。
72.需要说明的是，本实用新型中，由主控芯片实现对显示器7的控制是现有技术。
73.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，与若干待检测电路电连接，其特征在于，包括：若干采集电路、通道切换电路、放大电路、滤波电路、模数转换电路、主控单片机以及显示器；所述若干采集电路的一端与所述若干待检测电路电连接，所述若干采集电路的另一端均与所述通道切换电路电连接，所述采集电路用于采集所述待检测电路的电信号并传输至所述通道切换电路；所述采集电路为电压型采集电路或电流型采集电路；所述通道切换电路、所述放大电路、所述滤波电路、所述模数转换电路、所述主控单片机以及所述显示器依次电连接，所述通道切换电路用于从所述若干采集电路中选择一个电信号传输至所述放大电路，所述放大电路用于对所述电信号进行放大，所述滤波电路用于对放大后的所述电信号进行滤波处理，所述模数转换电路用于将所述电信号从模拟信号转换为数字信号，所述主控单片机用于对所述电信号进行数据检测，所述显示器用于进行结果显示；所述放大电路包括运算放大器a1、运算放大器a2、运算放大器a3、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6以及滑动变阻器；所述运算放大器a1的输出端通过所述电阻r1与所述运算放大器a3的输入端电连接，且所述电阻r1通过所述电阻r3与所述滑动变阻器电连接；所述运算放大器a2的输出端通过所述电阻r2与所述运算放大器a3的输入端电连接，且所述电阻r2通过所述电阻r4与所述滑动变阻器电连接；所述电阻r1通过所述电阻r5与所述运算放大器a3的输出端电连接，所述电阻r6与所述运算放大器a3的输入端和所述电阻r2电连接；所述滤波电路包括电阻r7、电阻r8、电容c1、电容c2以及运算放大器a4；所述电阻r7和所述电阻r8电连接，所述电阻r8与所述运算放大器a4的输入端电连接，所述电容c1的一端与所述电阻r7、电阻r8电连接，另一端与所述运算放大器a4的输出端电连接，所述电容c2与所述电阻r8和所述运算放大器a4的输入端电连接，所述运算放大器a4的一个输入端与输出端电连接。2.如权利要求1所述的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，其特征在于，还包括参考电压电路；所述主控单片机具有参考电压输入端口，所述参考电压输入端口与所述参考电压电路电连接，所述参考电压电路用于提供参考电压。3.如权利要求2所述的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，其特征在于，还包括电源滤波电路；所述电源滤波电路设置在所述参考电压电路和所述主控单片机之间，所述电源滤波电路用于对所述参考电压电路提供的电压信号进行滤波处理。4.如权利要求1所述的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，其特征在于，所述电压型采集电路包括分压电路；所述分压电路的一端与被测电压电连接，另一端与所述通道切换电路电连接。5.如权利要求1所述的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，其特征在于，所述电流型采集电路包括采样电阻和分压电路；
所述采样电阻和所述分压电路电连接；所述采样电阻与被测电流电连接，所述分压电路与所述通道切换电路电连接。6.如权利要求1所述的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，其特征在于，所述通道切换电路为模拟电子开关或继电器。7.如权利要求1所述的一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，其特征在于，所述模数转换电路为模数转换芯片。

技术总结
本实用新型涉及电压电流检测的技术领域，公开了一种基于单片机的多通道电压、电流检测系统，包括：若干采集电路、通道切换电路、放大电路、滤波电路、模数转换电路、主控单片机以及显示器；本实用新型采用若干采集电路和通道切换电路，若干采集电路分别采集不同的电信号，由通道切换电路选择采集电路连接后续的放大电路、滤波电路、模数转换电路至主控单片机，提升了检测效率，降低了检测系统的成本，解决了现有技术中检测系统的可检测通道少，导致检测效率低下的问题。效率低下的问题。效率低下的问题。


技术研发人员：刘习奎 梁春江 何炳华 杨维
受保护的技术使用者：深圳市欧米加智能科技有限公司
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/10/20