CW32电压电流表

一、设计背景

在现代电子工程领域，电压和电流的测量是不可或缺的基础功能。传统的电压电流表往往体积大、成本高，且功能单一。随着物联网和嵌入式技术的快速发展，设计一款基于单片机的小型化、多功能电压电流测量表变得尤为重要。本项目选用CW32F030系列单片机作为核心控制单元，旨在开发一款低成本、高精度、易于扩展的电压电流测量表，并通过开源方式分享给广大电子爱好者及工程师。

二、硬件设计

1.主控芯片选择

CW32F030系列单片机是国产高性能32位MCU，具有丰富的外设资源和低功耗特性，非常适合用于本项目的电压电流测量。该系列单片机内置高精度ADC（模数转换器），能够直接对电压和电流信号进行采样，无需额外配置复杂的模拟电路。

2.供电电路设计

本项目采用双供电设计，既可以使用外围锂电池供电，也可以使用Type-C口进行供电，且具有电源自动切换电路，兼顾实用性和安全性。

3.电压采集电路

电压采集电路采用分压法实现高电压测量。通过选择合适的分压电阻（如220KΩ和10KΩ），包含0-30V和0-5V两种量程，将待测电压分压至ADC可接受的范围内。同时，在低侧分压电阻上并联滤波电容，以提高测量稳定性。考虑到高电压反接可能带来的损坏，电压表头供电电路采用串联二极管进行防反接保护。

4.电流采集电路

电流采集采用低侧电流采样法，通过采样电阻（如100mΩ）将电流信号转换为电压信号，再由ADC进行采样。采样电阻的选择需考虑测量电流的最大值、检流电阻的功耗及压差等因素。本项目中，采样电阻的功耗通过选择合适的封装（如2512封装）进行控制，以确保在测量大电流时不会过热。

5.USB转串口电路

使用Type-C接口+CH340N实现串口功能，同时具备供电能力，一根数据线即可完成相关通信需求和测试任务。

6.其他外围电路

使用两组3位0.28英寸红蓝共阴极数码管进行数据展示，同时包含3个按键和3个LED指示灯进行模式切换交互。

三、实际演示

使用0-5V电压档位分别测量3.3V和5V

使用0-30V电压挡位测量3.3V和5V

从上图可看出0-5V精度明显优于0-30V精度

PCB外形展示

相关演示视频和工程文件见附件