外观

电流检测 ​

电路分析 ​

   在简易万用表的电流测量电路上，同样是通过差分放大电路来进行检测的，只不过使用了专门的差分电流检测芯片TP181，这样做的好处是误差更小。具体的电路分析可前往第二章-电路原理分析进行查看。
   电流测量电阻的重点是理清各引脚的作用，考虑到万用表红黑表笔是直接串联在被测电阻中的，没有方向，不同于常用的高低侧电流采样，这里使用的是双向电流采样，通过加入一个参考电压值来进行实现，没有电流时，电压的参考值是1.65V，若有电流流过，电压值应该大于或小于1.65V，这样会牺牲一般的采样率，但是在本项目中也够用了。
   在电流测量电阻中，黑表笔是不需要接GND的，测量的是电流采样电阻两端的电压差从而放大得到电压值，最后换算出电流值。


功能实现 ​

创建工程 ​

  1. 点击左上方文件、选择新建，选择新建MounRiver工程；
  1. 对工程进行修改，修改完成后点击“完成”按键，系统会自动生成好工程；
  1. 创建自己的工程库文件夹，分别创建头文件夹与源文件夹，将之前的库文件包含进来，包括蜂鸣器驱动文件、屏幕驱动文件、长按开关机文件、黑表笔公共端导通控制文件、继电器控制文件等，同时新建1个文件，用于电流检测。
  1. 对工程库路径进行包含；

代码实现 ​

  1. 电流检测代码与电阻、电压检测基本一致，且没有其余控制代码，仅有一个电流检测ADC引脚，这里按照之前初始化ADC一样的方式对这个ADC引脚进行初始化即可。
电流检测引脚初始化
c

#include "electricity.h"
#include "tftshow.h"
#include "comControl.h"

/*
 * 函数内容：初始化电流检测ADC引脚
 * 函数参数：无
 * 返回值：无
 */
void Init_Electricity_ADC_GPIO(void)
{
    ADC_InitTypeDef  ADC_InitStructure = {0};
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);   //ADC时钟分频，最大14Mhz， 96/8 = 12M

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    ADC_DeInit(ADC1);   //复位ADC1
    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;  //ADC1工作在独立模式
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;       //禁止扫描转换模式
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //禁止连续转换模式
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //规则通道组转换，不使用外部触发
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;  //数据右对齐
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //顺序进行转换的通道数
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能ADC1

    ADC_ResetCalibration(ADC1); //重置选择ADC1校准寄存器
    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位完成
    ADC_StartCalibration(ADC1); //开始ADC1校准
    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));  //等待校准完成
}

/*
 * 函数内容：得到任意通道的值
 * 函数参数：uint8_t ch--通道值
 * 返回值：无
 */
uint16_t Get_ADC_Val(uint8_t ch)
{
    uint16_t val;
    ADC_RegularChannelConfig( ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));

    val = ADC_GetConversionValue(ADC1);

    ADC_ClearFlag( ADC1, ADC_FLAG_EOC);
    return val;
}

uint16_t Get_ADC_Average(uint8_t ch, uint16_t num)
{
    uint16_t i = 0,val = 0;
    uint32_t sum_val = 0;
    uint16_t max_value = 0,min_value = 9999;
    for(i =0;i<num;i++)
    {
        val = Get_ADC_Val(ch);
        if(min_value > val){
            min_value = val;
        }
        if(max_value < val){
            max_value = val;
        }
        sum_val = sum_val +val;
    }
    sum_val = sum_val - max_value - min_value;
    sum_val = sum_val / (num - 2);
    return sum_val;
}
  1. 在电流测量任务中，同样是循环读取电压值，然后记录数组取平均值最后换算为电流值，这里的换算需要注意采集的电压值是经过TP181芯片放大过的，实际I=U/R时需要还原回去，否则计算出来的电流值是不对的。
电流检测引脚初始化
c
static void bubble_sort(float arr[], uint16_t len)
{
    uint16_t i = 0, j = 0;
    float temp = 0;
    for (i = 0; i < len - 1; i++)
    {
        for (j = 0; j < len - 1 - i; j++)
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

/*
 * 函数内容：测电流任务
 * 函数参数：无
 * 返回值：无
 */
static uint8_t first_in = 0;
static float sum_volValue[100] = {0};
static uint16_t num = 0;
void Electricity_Task(void)
{
    float TempVolValue = 0, Vol_Value = 0;
    uint16_t Electricity_Value = 0,value_sum = 0,ref_vol_value = 0,i = 0;
    if(first_in == 0)
    {
        first_in = 1;
        DisCon_GND();   //黑表笔不导通到GND
        LCD_ShowChinese(16, 0, "电流模式", BLACK, WHITE, 32, 0);    //显示模式
    }
    ADC_TempSensorVrefintCmd(DISABLE);  //取消内部测量
    value_sum = Get_ADC_Average(ADC_Channel_1,200);

    ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);   //使能内部基准测量
    ref_vol_value = Get_ADC_Average(ADC_Channel_Vrefint,100); //测量内部ADC值，取100次平均值

    TempVolValue = ((value_sum*1.0f) / ref_vol_value)*1.2f; //换算为电压值
    if(TempVolValue<0.01){  //如果是抖动电压
        TempVolValue = 0;
    }
    sum_volValue[num] = TempVolValue;   //记录每一个值
    num++;
    if(num >= 100)  //计满100个
    {
       num = 0;
       bubble_sort(sum_volValue,100);  //冒泡排序
       for(i=10;i<90;i++)  //取中间80个
       {
           Vol_Value = Vol_Value + sum_volValue[i];
       }
       Vol_Value = Vol_Value / 80.0f;  //取80个的平均值
       //LCD_ShowIntNum(50,90,Vol_Value*1000,4,BLACK,WHITE,12);
       if(Vol_Value > 1.667f)   //此处需要做校准，标准应该是1.65V，但是实际输入值可能会偏大或偏小，这里要先获取实际电压值来进行校准
       {
           Vol_Value = Vol_Value - 1.667f;
       }
       else
       {
           Vol_Value = 1.667f - Vol_Value;
       }
       LCD_ShowString(0,56,"0~2A",BLACK, WHITE, 16, 0);   //显示量程
       Electricity_Value = (uint16_t)(Vol_Value / 50.0f / 0.01f * 1000);
       LCD_ShowIntNum(40,48,Electricity_Value,4,BLACK,WHITE,32); //显示电流值
       LCD_ShowString(126,48,"mA",BLACK, WHITE, 32, 0);   //显示单位
       for(i=0;i<100;i++)  //清除计数
       {
          sum_volValue[i] = 0;
       }
       Vol_Value = 0;
    }
}
  1. 最后在主函数中调用该电阻测量任务，当开机后开始不断进行获取计算。
主函数
c
#include "Res_Vol_Control.h"
#include "debug.h"
#include "beep.h"
#include "comControl.h"
#include "ec11.h"
#include "electricity.h"
#include "powerswitch.h"
#include "tftinit.h"
#include "tftshow.h"
#include "main.h"

/* Global typedef */

/* Global define */

/* Global Variable */

/*********************************************************************
 * @fn      main
 *
 * @brief   Main program.
 *
 * @return  none
 */
struct DEVICE_PARAMETER device_parameter;
int main(void)
{
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    SystemCoreClockUpdate();
    Delay_Init();
    device_parameter.device_page = ELECTRICITY_PAGE;
    Init_BEEP_GPIO();
    Init_Com_GPIO();
    Init_EC11_GPIO();
    Init_Power_Con_GPIO();
    Init_RES_VOL_Con_GPIO();
    Init_Electricity_ADC_GPIO();
    LCD_Init();
    LCD_Fill(0, 0, LCD_W, LCD_H, WHITE);
    while(1)
    {
        key_task();
        if(device_state == DEVICE_TURN_ON)
        {
            if(device_parameter.device_page == ELECTRICITY_PAGE){
                Electricity_Task();
            }
        }
    }
}

TIP

烧录代码后，接上万用表表笔到电流测量端与COM端，进行测试，看一下实际电流值是否正常。
在实际测试过程中，电压值与真实值肯定会有偏差，此时需要通过增加显示空载的电压值，然后去校准代码中的参数，有可能不是1.65v或你的参考电压本身就不准，这些都是需要调整的。


源码&USB下载工具等软件，均在[gitee资料中](https://gitee.com/chen11232/simple-digital-multimeter)