【分享】第7组 黄龙彦 郭伟东 基于T5L智能屏的便携式功率计

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一、作品简介
本作品为基于 T5L 智能屏的便携式功率计，由 STM32F103C8T6 单片机、INA226 高精度检测模块、LM2526 电源模块及 T5L 智能屏组成，核心特点是精准、便携、直观。设备支持 0~36V 电压、0~5A 电流检测，电压精度达 ±0.1%、电流精度达 ±0.4%，可实时计算并显示功率参数；采用模块化集成设计，体积小巧适配移动场景，支持锂电池或直流适配器双供电，通过 T5L 屏实现无复杂操作的参数可视化，适用于小型电子设备测试、实验室基础测量等场景。
二、工作原理
二、核心原理
以 “数据采集 - 数据处理 - 数据显示” 为核心流程，通过传感器捕获电气信号，主控单元运算处理后，由智能屏直观呈现结果。
各模块协同逻辑
数据采集层：INA226 检测模块通过内置精密分流电阻与 ADC 转换器，同步采集被测电路的电压、电流模拟信号，转化为数字信号后，经 I2C 总线传输至主控单元；模块内置功率运算功能，可直接输出功率原始数据，减轻主控负担。
数据处理层：STM32F103C8T6 单片机接收原始数据后，执行滤波去噪、参数校准及单位换算，通过自定义字节序转换函数适配显示模块的数据解析格式，再按约定协议组帧。
数据显示层：单片机通过 UART 串口将处理后的标准化数据帧发送至 T5L 智能屏，屏端解析数据后，实时以数字形式显示电压、电流、功率参数。
供电保障层：LM2526 电源模块将输入电压稳定转换为各模块所需电压，提供过流、过热等多重保护，确保系统稳定运行。
原理图解

三、设计思路
设计过程
需求拆解：明确 “高精度检测、便携化形态、直观化交互” 核心需求，拆解为硬件选型、软件开发、系统调试三大任务。
硬件方案迭代：对比多种主控芯片（STM32、Arduino）、检测模块（INA219、INA226）及电源模块，最终选定 STM32F103C8T6（平衡算力与体积）、INA226（高精度集成化）、LM2526（宽压高效）的组合，确保模块接口适配且满足便携要求。
软件分层开发：基于 STM32 HAL 库，底层封装 I2C、UART 外设驱动及 INA226 传感器驱动；中层设计数据处理与通信协议；上层实现主程序闭环，按 “初始化 - 采集 - 处理 - 发送” 流程运行。
系统联调优化：搭建硬件电路后，先单独调试各模块功能，再进行联调，优化数据传输延时（设置 50ms 防抖）、校准检测精度，解决跨设备数据兼容问题。
创新点
高效硬件协同：选用集成化 INA226 模块，内置功率运算与滤波功能，减少外接电路，配合 STM32 的硬件外设接口，实现 “采集 - 处理 - 显示” 无缝衔接，简化设计且提升响应速度。
跨设备数据兼容：设计浮点数字节序转换函数，解决 STM32 与 T5L 屏的存储 / 解析格式差异，确保数据传输准确，避免显示错乱。
定制化通信协议：自定义 10 字节数据帧（6 字节帧头 + 4 字节浮点数据），通过标识位区分不同参数，抗干扰能力强，且降低屏端解析复杂度。
兼顾实用性与经济性：在满足高精度需求的前提下，选用成熟工业级模块，控制成本的同时保障可靠性，适配课程设计与实际应用双重场景。
四、演示视频
演示视频.MP4 链接: https://pan.baidu.com/s/1bfJkKKPWYgbBhwPZlh6yOg?pwd=534z 提取码: 534z
五、附件上传