六位半数字电表的DIY源码和电路图-电路方案

简介：
本项目提供了一个基于开源硬件的六位半数字电压电表的设计与实现教程，包括详细的源代码及电路原理图。适合电子爱好者进行DIY尝试。 六位半数字多用电表的设计思想主要基于成本、可靠性和性能的平衡考虑。 首先，在元件选择上，高端电表通常采用恒温深埋齐纳基准源配合前端为Dual JFET混合低噪声运算放大器以及高速高分辨率ADC来构建测量系统。然而这些元件制造难度大且调试校准需要昂贵设备，业余条件下难以实现。因此设计中采用了相对低成本但可靠的精密带隙基准、单片低噪声斩波稳零放大器和24Bits低噪声ΣΔ ADC作为替代方案，这样既能简化采购流程降低成本，又能确保系统性能可靠。 其次，在功能上放弃了高电压及大电流的测量量程。这是因为实现这些功能需要极高的精度要求，并且对输入选择和保护机制有较高需求，同时占用大量PCB面积并增加元件成本。更重要的是从用户安全角度考虑，避免设置可能引发危险的情况。 此外还舍弃了长期稳定性设计。如果要依靠电表自身保持长期稳定，则需使用深埋齐纳基准及精密电阻网络等高精度组件，这将显著提高制造成本。相反购买或制作标定好的外部基准可以更经济且在对比测量时提升整体精度。 同时由于没有条件设计交流测量系统，因此该方案未包含此功能模块。 最后基于现代MCU的集成度和开发工具便捷性，并结合笔者近期对STM32的学习经验，最终决定将设备做成手持式结构。总体而言，在成本、体积、功耗与性能这四个方面中优先级排序为：低成本 > 小巧 > 低功耗 > 高性能。