一、设计背景

数字电压电流表结合了ADC的技术与电路测量原理，能够精确地将模拟的电压电流信号转换为数字显示，便于电子工程师直观读取和分析。这种设备不仅提高了电路测量的准确性和效率，还帮助工程师更好地理解电路行为，是进行电子设计和故障排查的得力助手，对电子工程师的工作具有重要的辅助作用。在产品应用上，数字电压电流表确保了电路设计的准确性和安全性，同时也为产品的质量控制和后期维护提供了有力支持。

二、硬件设计

1、供电设计

使用二极管防反接避免直接烧坏后续电路。选用降压芯片降压处理获得5V电压。增加二极管作为电源指示灯方便判断。

2、采样电路设计

电压部分

1. 设计测量电压的最大值为30V；
2. ADC参考电压为1.5V具体可以通过程序进行配置；
3. 根据经验值将低侧电阻（R7）选择为10K；

通过以上参数计算出分压电阻的高侧电阻：

1. 计算所需的分压比例：即ADC参考电压:设计输入电压，通过已知参数可以计算出1.5V/30V=0.05
2. 计算高侧电阻：即低侧电阻/分压比例，通过已知参数可以计算出10K/0.05=200K
3. 选择标准电阻：选择一颗略高于计算值的电阻，计算值为200K，选择E24系列电阻220K。

分压电阻为220K+10K，因此分压比例为22:1（ADC_IN11）

电流部分

1. 预设计测量电流的最大值为3A
2. 检流电阻带来的压差，一般不建议超过0.5V
3. 检流电阻的功耗，应当根据该参数选择合适的封装，本项目考虑到大电流时的功耗（温度）问题，选择了1W封装的金属绕线电阻
4. 检流电阻上电压的放大倍数：本项目中没有使用运放搭建放大电路，因此倍率为1

3、用于电压测量校准的TL431电路设计

额外增加了一个TL431电路用来提供一个2.5V的基准电压，可用于给芯片一个用于校准AD的外部电压基准。

实物验证图

具体的项目资料在这CW32数字电压电流表训练营项目教程文档 | 立创开发板技术文档中心 (lckfb.com)