一种多通道电子纸电流测试电路的制作方法

本实用新型涉及电子纸领域，特别涉及一种多通道电子纸电流测试电路。

背景技术：

电子纸是一种超薄、超轻的显示屏，因其的便捷性，商场等地方将其制作成价格标签来使用。但电子纸价格标签由于工作电流和睡眠电流相差太大，刷新电流最大可达50ma的，睡眠电流最小为0.1ua。由于其量程跨度太大，目前大多采用万用表靠人工去判断电流值，容易出现漏检等情况，导致不良品流出。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种多通道电子纸电流测试电路，通过多通道实时检测电流，并能在ma电流和ua电流自动切换测试，方便操作。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种多通道电子纸电流测试电路，包括主控电路、采样电阻切换电路、切换模组采集电路、运算放大电路和电源电路，所述电源电路包括5v和3.3v电源，所述电源电路通过主控电路与采样电阻切换电路、切换模组采样电路和运算放大电路电连接，所述采样电阻切换电路将取样前电压转换为取样后电压，

所述采样电阻切换电路包括电阻r4、电阻r6、电阻r9、电阻r11和光耦继电器u3，所述光耦继电器u3的第一引脚通过电阻r6与3.3v电源连接，所述光耦继电器u3的第三引脚通过电阻r9与主控芯片连接，所述光耦继电器u3的第二引脚与电阻r9连接，所述光耦继电器u3的第四引脚接地，所述光耦继电器u3的第五引脚通过电阻r11与取样后电压连接，所述光耦继电器u3的第六引脚和第七引脚与取样前电压连接，所述光耦继电器u3的第八引脚通过电阻r4与取样后电压连接。这样，通过主控芯片输入高低电平来切换采集ma电流和ua电流的采集。

优选的，所述切换模组采集电路包括多个采集电路，每个采集电路包括电阻r17、电阻r20、电阻r31、电阻r32、光耦继电器u6、mos管q1、mos管q2和1号屏，所述3.3v电压通过电阻r31与光耦继电器u6的第一引脚连接，所述主控电路的主控芯片与光耦继电器u6的第二引脚连接，且通过电阻r32与光耦继电器u6的第三引脚连接，所述光耦继电器u6的第四引脚接地，所述光耦继电器u6和第五引脚与mos管q2的第一引脚连接，所述光耦继电器u6的第六引脚和第七引脚接地，所述光耦继电器u6的第八引脚与mos管q1的第一引脚连接，且第八引脚还通过电阻r20与mos管q2的第二引脚连接，所述mos管q2的第一引脚通过电阻r17与第二引脚连接，所述mos管q2的第二引脚与3.3v电源连接，所述mos管q1的第二引脚与取样后电压连接，所述mos管q1的第三引脚和mos管q2的第三引脚均与1号屏连接。

优选的，所述运算放大电路包括放大器u2和放大器u4，所述取样前电压串联电感l2和电阻r3与放大器u2的第三引脚连接，所述取样后电压串联电感l4和电阻r8与放大器u2的第四引脚连接，所述放大器u2的第四引脚通过一电容c12与第一引脚连接，电容c12两端还并联一电阻r13，所述放大器u2的第二引脚接地，所述放大器u2的第五引脚通过电感l1与5v电源连接，所述放大器u2的第五引脚还与放大器u4的第五引脚连接，所述放大器u2的第一引脚串联电感l5和电容c14，再与接地线连接，所述电感l5和电容c14之间还与主控芯片连接，所述放大器u2的第一引脚通过电阻r5与放大器u4的第三引脚连接，所述放大器u4的第四引脚通过电阻r10接地，且放大器u4的第四引脚通过电容c11与第一引脚连接，所述电容c11两端并联一电阻r14，所述放大器u4的第二引脚接地，所述放大器u4的第一引脚串联电阻r7和电感l3与主控芯片连接，所述电阻r7和电感l3之间通过一电容c6接地。这样，经过一级放大，检测ma电流，通过二级放大，检测ua电流。

优选的，所述电源电路包括电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、电感l6、电感l7和稳压器vr1，所述稳压器vr1的输入端与5v电源连接，输入端通过电容c16接地，输入端通过电容c17接地，所述稳压器vr1接地端接地，所述稳压器vr1的输出端通过电感l6输出3.3v电源，输出端通过电感l7输出另一个3.3v(1)电源，输出端与3.3v烧录口连接，输出端通过电容c18接地，输出端通过电容c19接地。这样，输出稳定的3.3v电源。

优选的，所述主控电路包括主控芯片，所述3.3v电源通过电阻r12与主控芯片的rst引脚连接，所述主控芯片的rst引脚还通过电容c13接地，所述3.3v电源与主控芯片的avcc引脚和dvcc引脚连接，所述主控芯片的avcc引脚通过电容c15接地，所述主控芯片的avss引脚接地，所述主控芯片的dvss引脚通过电容c2与dvcc引脚连接。

优选的，还包括一报警电路，所述报警电路包括三极管q7、蜂鸣器ls1和多组支路报警线路，主控芯片通过电阻r24与三极管q7的第二引脚连接，三极管q7的第三引脚接地，三极管q7的第一引脚与蜂鸣器ls1一端连接，蜂鸣器ls1另一端通过电阻r16与5v电源连接，蜂鸣器ls1另一端与多组支路报警线路连接，每组支路报警线路包括led灯d1、led灯d2和电阻r15，蜂鸣器ls1另一端与电阻r15连接，电阻r15分别通过led灯d1和led灯d2与主控芯片连接。这样，每个显示屏对应两个led灯，分别显示故障和正常工作。

优选的，还包括一按键电路，所述按键电路包括多条开关电路，每条开关电路包括电阻r30、双刀单掷开关s4和电阻r31，所述电阻r30一端与3.3v电源连接，另一端串联双刀单掷开关s4和电阻r31接地，所述电阻r30另一端还与主控芯片连接。这样，通过多组按键可以控制显示屏显示各种截面，同时也可以调节检测档位的阀值，一般采用三组开关，分别是模式、加和减。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：显示屏能够实时显示检测电流，通过采样电阻切换电路实现ma电流和ua电流检测档位自动切换，测试方便；具有报警提示功能，通过按键设定ma档和ua档阀值；具有多通道实时检测电流的功能。

附图说明

图1本实用新型电源电路示意图；

图2本实用新型主控电路示意图；

图3本实用新型采样电阻切换电路示意图；

图4本实用新型切换模组采集电路示意图；

图5本实用新型运算放大电路示意图；

图6本实用新型报警电路示意图；

图7本实用新型按键电路示意图；

图8本实用新型显示屏接口示意图；

图9本实用新型控制板采集接口示意图；

图10本实用新型烧录信号接口示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

如图1-10所示，本实施例涉及一种多通道电子纸电流测试电路，包括主控电路、采样电阻切换电路、切换模组采集电路、运算放大电路、电源电路、报警电路和按键电路。电源电路通过主控电路与采样电阻切换电路、切换模组采样电路、运算放大电路、报警电路和按键电路电连接。采样电阻切换电路通过采样电阻将取样前电压转换为取样后电压；运算放大电路将采样电阻两端电压差进行放大；切换模组采集电路根据各组对应的取样后电压经过主控电路处理，将采集到的实际电流显示在屏幕上；报警电路对电路故障进行报警，包括超量程显示；按键电路用于切换显示各个模式和调节各量程的阈值。

在本实施例中，需要5v和3.3v电源，5v电源为供电电源，由外部提供；3.3v为单片机基准电压，需要进行转换。如图1所示，电源电路将5v电源转化成稳定的3.3v电源。电源电路包括电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、电感l6、电感l7和稳压器vr1。

稳压器vr1的输入端与5v电源连接，稳压器vr1的输入端还分别通过电容c16和电容c17接地；稳压器vr1接地端接地；稳压器vr1的输出端通过电感l6输出3.3v电源，稳压器vr1的输出端通过电感l7输出另一个3.3v(1)电源，稳压器vr1的输出端还与3.3v烧录口连接，稳压器vr1的输出端还分别通过电容c18和电容c19接地。其中稳压器可以采用ams1117/3.3v稳压器。

如图2所示，主控电路包括主控芯片，主控电路主要用于处理各个模块采集到的信号，将其处理后输入至相应的电路。在本实施例中，主控芯片可以采用msp430_2755的单片机芯片。主控芯片通过晶振y1、电容c9和电容c10来形成晶振触发电路。晶振y1的频率为32.768hz。

3.3v电源通过电阻r12与主控芯片的第5引脚rst引脚连接，rst引脚还通过电容c13接地，3.3v电源与主控芯片的第14引脚avcc引脚、第38引脚和第39引脚dvcc引脚连接，avcc引脚通过电容c15接地，主控芯片的第13引脚avss引脚接地，dvss引脚通过电容c2与dvcc引脚连接，dvss引脚接地。

如图3所示，采样电阻切换电路包括采样电阻r4、电阻r6、电阻r9、采样电阻r11和光耦继电器u3。光耦继电器u3的第一引脚通过电阻r6与3.3v电源连接，光耦继电器u3的第三引脚通过电阻r9与主控芯片连接，光耦继电器u3的第二引脚与电阻r9连接，光耦继电器u3的第四引脚接地，光耦继电器u3的第五引脚通过电阻r11与取样后电压连接，光耦继电器u3的第六引脚和第七引脚与取样前电压连接，光耦继电器u3的第八引脚通过电阻r4与取样后电压连接。

工作原理：选用的光耦继电器aqw212有两组工作通道，当p2.2为低电平时通道1工作光耦继电器u3第七、八引脚间阻值为0ω；通道2不工作，光耦继电器u3第五、六引脚间电阻为无穷大，采样电压从采样电阻r42ω通过，此时为采集毫安档电流。当p2.2为高电平通道1不工作，光耦继电器u3的第七、八引脚之间电阻无穷大，通道2工作，光耦继电器u3第五、六引脚之间电阻为0ω，采样电压从电阻r110.1ω电阻通过，此时采集微安档电压。电流档位切换根据主控电路中的单片机芯片计算出模组电流大小，通过软件判定自动切换使测量的电路电流，有较高的精度。

如图5所示，运算放大电路包括放大器u2和放大器u4。取样前电压串联电感l2和电阻r3与放大器u2的第三引脚连接，电阻r3和放大器u2的第三引脚之间还并联一条支路，这条支路包括串联的电阻r1和电容c7，其中电阻r1和电容c7的连接处接地。取样后电压串联电感l4和电阻r8与放大器u2的第四引脚连接，放大器u2的第四引脚还分别通过电容c12和电阻r13与第一引脚连接。放大器u2的第二引脚接地。放大器u2的第五引脚通过电感l1与5v电源连接，放大器u2的第五引脚与电感l1之间还并联另一条支路，这条支路包括串联的电容c3和电容c5，其中电容c3和电容c5的连接处接地，放大器u2的第五引脚还与放大器u4的第五引脚连接。放大器u2的第一引脚串联电感l5和电容c14，再与接地线连接，电感l5和电容c14之间还与主控芯片的p2.0引脚连接。放大器u2的第一引脚通过电阻r5与放大器u4的第三引脚连接，电阻r5和放大器u4的第三引脚之间还并联一支路，这条支路包括串联的电阻r2和电容c8，其中电容c8和电阻r2的连接处接地。放大器u4的第四引脚通过电阻r10接地，且放大器u4的第四引脚还分别通过电容c11和电阻r14与第一引脚连接。放大器u4的第二引脚接地。放大器u4的第五引脚与电感l1之间也并联一支路，这条支路包括串联的电容c1和电容c4，其中电容c1和电容c4的连接处接地。放大器u4的第一引脚串联电阻r7和电感l3与主控芯片的p2.1引脚连接，电阻r7和电感l3之间还通过一电容c6接地。放大器u2和放大器u4均可以采用ad8628放大器，电阻r3、电阻r5、电阻r7、电阻r8和电阻r10的阻值均为1kω，电阻r13和电阻r14的阻值为50kω。

工作原理：根据欧姆定律i＝u/r，即电流等于电压除以电阻等于电流。通过将采样电阻串联在模组电路中，由于采样电阻阻值较小所以分压较小不会影响模组驱动电压，通过运算放大器将采样电阻两端电压相减压进行放大，然后单片机通过ad采集放大后的电压，然后单片机通过：电压÷放大倍数÷采样电阻＝电流这个公式算出模组实际电流，在串联电路中电流处处相等，采样电阻电流消耗较小不影响模组实际电流值。在本实施例中，主控芯片的p2.0引脚是采集ma档电流，此时的采集电阻r11为0.1ω，放大50倍后，其电流最大量程为660ma，最小量程0.6ma。主控芯片的p2.1引脚是采集ua档电流，此时的采集电阻r4为2ω，放大2500倍后，其电流最大量程为660ua，最小量程0.6ua。

如图4所示，切换模组采集电路包括多个采集电路，每个采集电路包括电阻r17、电阻r20、电阻r31、电阻r32、光耦继电器u6、mos管q1和mos管q2，3.3v电压通过电阻r31与光耦继电器u6的第一引脚连接，主控电路的主控芯片与光耦继电器u6的第二引脚连接，且通过电阻r32与光耦继电器u6的第三引脚连接，光耦继电器u6的第四引脚接地，光耦继电器u6和第五引脚与mos管q2的第一引脚连接，光耦继电器u6的第六引脚和第七引脚接地，光耦继电器u6的第八引脚与mos管q1的第一引脚连接，且第八引脚还通过电阻r20与mos管q2的第二引脚连接，mos管q2的第一引脚通过电阻r17与第二引脚连接，mos管q2的第二引脚与3.3v电源连接，mos管q1的第二引脚与取样后电压连接，mos管q1的第三引脚和mos管q2的第三引脚均与屏幕连接。在本实施例中，可以采用三组采集电路，分别通过主控芯片的p3.1、p3.2和p3.3引脚与各自光耦继电器的第二引脚连接，这样，输出的屏幕为1号屏、2号屏和3号屏。

工作原理：选用光耦继电器aqw212和mos管pl3401，通过光耦继电器的两个通道分别控制2个pl3401导通与截止来切换模组工作电压来源，使得在采集时只有对应的采集电路在使用取样后电压，未采集的采集电路使用的是控制板上3.3v电压，保证模组在切换电压不会工作异常。

例：采集1号屏电流时，单片机p3.1引脚输出低电平，通道1工作，通道2不工作，光耦继电器u6的第七、八引脚之间阻值为0ω，通道2不工作，光耦继电器u6的第五、六引脚之间电阻为无穷大，此时mos管q1工作，mos管q2截止，此时1号屏采用的电压为取样后电压，此时p3.2、p3.3为高电平，mos管q4和mos管q6工作导通，2号屏和3号屏使用的为3.3v电压。将1号屏与2号屏和3号屏使用的工作电压分开，达到此时只测1号屏电流。同理切换分别测2号屏、3号屏电流，然后循环切换测量。

如图6所示，本实施例的报警电路包括三极管q7、蜂鸣器ls1和多组支路报警线路。主控芯片的p4.0端口通过电阻r24与三极管q7的第二引脚连接，三极管q7的第三引脚接地，三极管q7的第一引脚与蜂鸣器ls1一端连接，蜂鸣器ls1另一端通过电阻r16与5v电源连接，蜂鸣器ls1另一端与多组支路报警线路连接。每组支路报警线路包括led灯d1、led灯d2和电阻r15，蜂鸣器ls1另一端与电阻r15连接，电阻r15分别通过led灯d1和led灯d2与主控芯片连接。

在本实施例中，使用了1号屏、2号屏和3号屏，三个屏幕，所以对应设置三组支路报警线路，每组的支路报警线路包括led红灯和led绿灯，在正常工作时亮绿灯，在故障时亮红灯。其中，故障包括超量程显示报警。

如图7所示，本实施例的按键电路包括多条开关电路，每条开关电路包括电阻r30、双刀单掷开关s4和电阻r31，电阻r30一端与3.3v电源连接，另一端串联双刀单掷开关s4和电阻r31接地，电阻r30另一端还与主控芯片连接。

在本实施例中，按键电路主要用于调节显示的模式，包括实际电流、最小量程电流和最大量程电流，案件电路包括三组，分别用于模式调节、功能加和功能减。通过模式调节按键调整到最小量程电流或最大量程电流，在通过功能加和功能减进行设置阈值。

在本实施例中，接通电源后，主控芯片会检测当前测量的电流是否在相应的电流档位，不在的话会报警提示。然后主控芯片切换信号，在另一个电流档位对电路进行检测，并将检测到的电流实时显示在显示屏上。

如图8-10所示，为了方便连接，本实施例还设置了控制板采集接口，用于接通取样前电压、1号屏、2号屏和3号屏；烧录信号接口，用于烧写主控芯片的程序；显示屏接口，用于显示实时检测电流。

本实用新型的有益效果为：显示屏能够实时显示检测电流，通过采样电阻切换电路实现ma电流和ua电流检测档位自动切换，测试方便；具有报警提示功能，通过按键设定ma档和ua档阀值；具有多通道实时检测电流的功能。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。