一、引言

先看看L010家族產品功能：

TSSOP20的封裝可以產品PCB面積極大縮小。

以下幾個特性讓CW32L010在工業儀表上應用更有優勢：

1.集成了主頻高達 48MHz 的 ARM? Cortex?-M0+ 內核。

2. 64K超大Flash存儲容量。

3.極限超低功耗0.3uA，85℃高溫漏電僅1.2uA。

4.全面升級的低功耗串口，支持LIN、RS485硬件使能。

5.16路ADC輸入2M采樣率，采樣保持時間可獨立配置。

6.ADC內置1.2V基準。

二、方案組成框圖設計

三、參數功能列表

(1) 電壓測量范圍：0-30V。

(2) 電流測量范圍：0-3A。

(3) 顯示分辨率：電壓0.01V，電流0.01A。

(4) 測量精度：電壓±0.02V，電流±0.02A。

(5) 工作溫度：-40℃~85℃。

(6) 顯示方式：雙排3位數碼管顯示，實時顯示當前電壓和電流。（響應時間≤0.2秒）

(7) 顯示分辨率：3位數字顯示。根據輸入量程，自動換檔，以盡量兼顧顯示分辨率及測量精度。

(8) 有儀表的標定和校準功能。（利用按鍵或藍牙）

四、方案主要硬件原理圖

這樣的設計猜猜BOM成本預計多少費用？歡迎留言。

1. 電壓檢測

通過適當的分壓電路，將待測電壓降低到CW32芯片可接受的范圍內，然后接入CW32的ADC（模數轉換器）進行數字化處理。在原理圖中，可以看到，使用了PA02 作為電壓采集通道。分壓電阻為220K+10K，因此分壓比例為22:1。

如果使用1.2V作為參考電壓，根據R8和R7的阻值配比可以得到最高采樣電壓為：

1.2 / 10 * （220 + 10）= 27.6V

如果使用3.3V作為參考電壓，根據R8和R7的阻值配比可以得到最高采樣電壓為：
3.3 / 10 * （220 + 10）= 75.9V

因此不同的應用場景可以根據采集電壓范圍大小來選擇參考電壓或匹配分壓電阻。當電阻精度越高時，采樣的越精確。

所以，需要測量的電壓高于模塊30V的設計電壓時，可以選擇更換分壓電阻或通過修改基準電壓來實現更大量程的電壓測量范圍。

考慮到被測電源可能存在波動，在電路設計時，在低側分壓電阻上并聯了0.1uF的濾波電容提高測量穩定性。

2. 電流檢測

采用低側電流采樣電路進行電流檢測，采樣電路的低側與表頭供地。本項目設計的采樣電流為3A，選擇的采樣電阻為100mΩ。

采樣選型主要需要參考以下幾個方面：

(1) 檢流電阻帶來的壓差，一般不建議超過0.5V；

(2) 檢流電阻的功耗，應當根據該參數選擇合適的封裝；

(3) 檢流電阻上電壓的放大倍數：本項目中沒有使用放大電路，因此倍率為1。

隨后便可以通過以上參數計算出檢流的阻值選擇：

(1) 由于本項目沒有使用放大電路，因此需要選擇更大的采樣電阻獲得更高的被測電壓以便于進行測量；

(2) 考慮到更大的電阻會帶來更大的壓差、更高的功耗，因此也不能無限制的選擇更大的電阻；

(3) 本項目選用了2512封裝的100mΩ的檢流電阻，根據公式可以計算出3A*100mΩ=300mV,900mW,對應的溫升功率為1W。

3. 數碼管顯示電路

CW32主芯片為20PIN，GPIO引腳數量有限，同時考慮降低成本，這里選用數碼管定義如下：

與動態掃描原理的共陰極或共陽極數碼管不同，這里選的數碼管相比下來僅使用9個引腳來控制6位顯示，少用了5個IO資源。區別在于掃描的原理不同，掃描的速度也需要提高。

需要了解更多顯示原理的，去看例程講解視頻吧。

五、軟件重點編程思想

軟件源碼：通過網盤分享的文件：2+電壓電流表L010+OK.rar鏈接: https://pan.baidu.com/s/1yatWq3o_Q1JI-HgbhwKdgw?pwd=5ndr 提取碼: 5ndr

常見的數據采集數據濾波算法，CW32生態社區已有眾多文章視頻講述【CW32數字電壓電流表軟件進階教程-2.電壓電流值做均值濾波】、【CW32數字電壓電流表軟件教程-實驗七：基本數據處理算法（均值濾波）】等，這里不再贅述。源碼請自行下載查看。

值得一提的是CW32L010的ADC。

從芯片手冊中截取如下：

在ADC轉換通道上，除了芯片的下載、復位、電源相關引腳，所有的IO（14路）均支持AD模擬輸入功能。

這功能框圖太清晰，不需要解析了。

1.2V電壓生成器、溫度傳感器、8個轉換通道...

還有外部觸發功能，模擬看門狗功能等等。

六、產品使用方法如下

定義5個工作模式，點按按鍵切換工作模式，長按3S設置對應模式下的參數值，并保存到FLASH：

模式0：顯示正常的電壓電流值（上一排數碼管顯示電壓值*.**V或**.*V自動切換，下一排顯示電流值，*.**A）

模式1：電壓5V標定值設置。上一排數碼管顯示S.05. 。下一排顯示當前電壓值*.**V或**.*V。當長按3S 按鍵時，將當前值標定為5V電壓值。

模式2：電壓15V標定值設置。上一排數碼管顯示S.15. 。下一排顯示當前電壓值*.**V或**.*V。當長按3S 按鍵時，將當前值標定為15V電壓值。

模式3：電流0.5A標定值設置。上一排數碼管顯示A.0.5。下一排顯示當前電流值*.**A。當長按3S 按鍵時，將當前值標定為0.5A電流值。

模式4：電流1.5A標定值設置。上一排數碼管顯示A.1.5。下一排顯示當前電流值*.**A。當長按3S 按鍵時，將當前值標定為1.5A電流值。

七、視頻演示

CW32L010工業儀表：1.使用演示_嗶哩嗶哩_bilibili?www.bilibili.com/video/BV1kdSRYoExh/

CW32L010&CW32F003工業儀表：2.硬件原理圖對比_嗶哩嗶哩_bilibili?www.bilibili.com/video/BV1CCDpYzEUm/

CW32L010工業儀表：3.軟件講解_嗶哩嗶哩_bilibili?www.bilibili.com/video/BV1zGD3YwET1/