文章目录前言一、开发环境二、整体功能说明三、外设配置1.GPIO2.ADC四、核心软件滑动平均滤波算法五、项目踩坑前言本项目基于单片机实现四路 MOS 功率驱动同时采集两路负载电流、一路环境温度通过 ADC 数值判断负载断路、整机超温输出故障报警信号给外部主控完成停机保护。一、开发环境开发环境Keil5芯片CMS8S6990-SSOP24二、整体功能说明1.功率驱动4 路 IRF3205 MOS 管搭配 12V 升 18V 固定驱动上电 MOS 默认关闭外部使能后导通。2.断路检测两路电流 ADC 采样采样值小于阈值判定负载断路。3.温度保护NTC 采集环境温度ADC232 对应温度120℃触发告警。4.启停控制外部主控 P26 引脚控制整机运行 / 停机停机时关闭 MOS、停止采样。5.故障输出P24 电平告警故障自动恢复芯片不会主动关断 MOS由外部主控停机。三、外设配置1.GPIO1.输出 IOP05升压驱动上电恒高持续输出 18V 驱动 MOS 栅极P03/P23MOS 控制上电默认低电平关断运行时拉高导通P24故障报警常态高电平故障拉低代码如下// 配置 P05 作为输出 GPIO_SET_MUX_MODE(P05CFG,GPIO_MUX_GPIO);GPIO_ENABLE_OUTPUT(P0TRIS,GPIO_PIN_5);P050;// 高电平升压将12v升压到mos管18v导通电压// 配置 P03 作为输出 GPIO_SET_MUX_MODE(P03CFG,GPIO_MUX_GPIO);GPIO_ENABLE_OUTPUT(P0TRIS,GPIO_PIN_3);P030;// 高电平控制mos管1/2导通// 配置 P23 作为输出 GPIO_SET_MUX_MODE(P23CFG,GPIO_MUX_GPIO);GPIO_ENABLE_OUTPUT(P2TRIS,GPIO_PIN_3);P230;// 高电平控制mos管3/4导通// 配置 P24 作为输出 GPIO_SET_MUX_MODE(P24CFG,GPIO_MUX_GPIO);GPIO_ENABLE_OUTPUT(P2TRIS,GPIO_PIN_4);P241;// 初始输出高电平 低电平报警2.输入 IOP26外部整机使能输入高电平运行、低电平停机代码如下// 配置 P26 作为输入默认高电平 GPIO_SET_MUX_MODE(P26CFG,GPIO_MUX_GPIO);// 设置P26为GPIO模式GPIO_ENABLE_INPUT(P2TRIS,GPIO_PIN_6);// 设置为输入模式GPIO_ENABLE_UP(P2UP,GPIO_PIN_6);// 开启上拉2.ADCP02 (AN2)1/2 路电流采样P22 (AN8)3/4 路电流采样P13 (AN6)NTC 温度采样代码如下voidADC_Config(void){// 设置ADC的运行模式 ADC_ConfigRunMode(ADC_CLK_DIV_256,ADC_RESULT_LEFT);// 设置ADC转换通道 // 通道2: P02P02CFG0x01;// 通道6: P13P13CFG0x01;// 通道8: P22P22CFG0x01;ADC_EnableChannel(ADC_CH_2);// 开启ADC ADC_Start();}// ---------- 采集 AN2 (P02, 14号引脚) ----------ADC_EnableChannel(ADC_CH_2);delay_us(50);ADC_GO();while(ADC_IS_BUSY);adc_an2ADC_GetADCResult();// 电流反馈1/2filtered_an2ADC_Filter(filter_an2,adc_an2);// 滤波后值// ---------- 采集 AN6 (P13, 17号引脚)----------ADC_EnableChannel(ADC_CH_6);delay_us(50);ADC_GO();while(ADC_IS_BUSY);adc_an6ADC_GetADCResult();// 温度采集filtered_an6ADC_Filter(filter_an6,adc_an6);// 滤波后值// ---------- 采集 AN8 (P22, 23号引脚) ----------ADC_EnableChannel(ADC_CH_8);delay_us(50);ADC_GO();while(ADC_IS_BUSY);adc_an8ADC_GetADCResult();// P22 电流反馈3/4filtered_an8ADC_Filter(filter_an8,adc_an8);// 滤波后值四、核心软件滑动平均滤波算法1.设计目的消除电流、温度采样瞬时波动避免单次采样跳变造成误报警。2. 算法思路固定长度窗口存储多组 ADC 采样值每次采集新数据覆盖旧数据窗口全部数值求和后取平均作为有效采样值。代码如下//滤波结构体与宏定义#defineADC_FILTER_SIZE8// 滤波结构体单通道独立资源typedefstruct{uint16_tbuffer[ADC_FILTER_SIZE];// 采样缓存uint8_tindex;// 当前写入索引uint32_tsum;// 窗口总和避免频繁求和遍历}ADC_Filter_t;// 三路ADC独立滤波器实例ADC_Filter_t filter_an2{0};ADC_Filter_t filter_an6{0};ADC_Filter_t filter_an8{0};// 滤波初始化函数voidADC_Filter_Init(ADC_Filter_t*filter){filter-index0;filter-sum0;for(uint8_tx0;xADC_FILTER_SIZE;x){filter-buffer[x]0;}}//滑动平均计算核心函数uint16_tADC_Filter(ADC_Filter_t*filter,uint16_tnew_data){// 减去窗口即将移出的旧值filter-sum-filter-buffer[filter-index];// 存入新采样值filter-buffer[filter-index]new_data;// 累加新值filter-sumnew_data;// 索引循环移位filter-index;if(filter-indexADC_FILTER_SIZE)filter-index0;// 返回窗口平均值return(uint16_t)(filter-sum/ADC_FILTER_SIZE);}// AN2电流采样示例ADC_EnableChannel(ADC_CH_2);delay_us(50);ADC_GO();while(ADC_IS_BUSY);adc_an2ADC_GetADCResult();filtered_an2ADC_Filter(filter_an2,adc_an2);五、项目踩坑1.问题现象前期调试阶段设备带载运行一段时间后功率 MOS 管明显异常发热温升超标。2.原因临时将 P05 升压引脚输出屏蔽直接使用 12V 电源驱动 IRF3205 栅极。