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摘 要：本文介绍了一种成本低廉的直流电源功率检测系统,完整的介绍了该系统从数据采样处理模块,到相关软件程序的设计方法.系统最终实现了直流功率的采集和显示,达到了检测功能.

关键字：功率检测；ARM；INA219

中图分类号：TN98

直流电源是现在很多电子设备使用时必备的供电装置,也是从事电子设计行业工程师在进行产品开发时的必备工具之一.在使用直流电源时,工程师们希望能时时掌握电源的基本参数,以便在进行设备的开发和调试时能了解设备的运行情况,能避免和快速处理紧急的情况发生.而然,现在市场上带有电流、电压监控功能的直流电源价格往往相对较高,因此,本文设计了一种低成本的直流功率检测装置,使直流电流流过毫安级小电阻,使用TI公司的INA219AID芯片实现对其电压、电流采集,通过STM32微控制器为主控芯片,并控制LCD液晶屏将计算出的功率具体数值以及电源的其他参数显示出来.

1系统结构

根据系统的需求,本设计的系统结构如图1所示.其中电源输入为待测的直流电源,可为最大26V的直流电源,将其输出串接一个1毫欧的小电阻后,输出给负载供电.电源数据的采样和检测有INA219完成,将其检测脚直接连接至1毫欧电阻的两端后,由芯片内部完成模数转换模块,将采集到的电压、计算后的电流数值进行模数转换,并通过乘法器求出功率数值,分别将三个参数存入其内部的三个寄存器内.STM32为系统的主控芯片,通过IIC总线,将INA219所采集和计算的电压、电流和功率值取出,并控制LCD将其显示.

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2硬件设计

系统采集功能是有INA219AID实现的,该芯片可以完成对电压、电流、功率信号的采集功能.作为一种双向电流/功率控制器芯片,可同时采集电源电压、计算电流信号,用内部ADC进行数模转换,再用内部乘法器运算出功率信号,由此获得三种信号的二进制十六位数值,之后再将三种信号的数值分别存入电压寄存器（voltageregister）,电流寄存器（currentregister）,功率寄存器（powerregister）内.

采集部分硬件原理图如图2所示,在INA219的VIN+与VIN-管脚两端并联一个1毫欧电阻（currentshunt）,使输出电流能够被控制在0.01A