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概述

在嵌入式开发领域，一个设计精良的硬件就像一个强壮的身体，有了聪明的大脑（软件），它可以发挥它强大的力量。我们经常需要测量电流信号和电气特性中的基本元素，然后根据其值得到一些有用的信息，如功率、功耗等。

一般来说，不同产品的电流形式不同，大小不同，形式不同（直流或交流）等，根据相应的情况也有不同的测量方法。例如，我们经常在示波器中使用的电流钳是电磁感应，它是非接触的，更安全，不会对电路造成太多干扰，但高精度的设备更贵。也经常使用万用表串联测量，相当于串联电阻获得电压，然后使用电压值除以电阻值获得电流值，这样更容易实现，更便宜，更麻烦，也给电流电路串联电阻，会带来一定的影响。

本文今天要讨论的电流测量电路与万用表测量的电流原理基本相同，电流的大小也是通过测量固定电阻的电压反向推出的。值得注意的是，这里的电压测量通常是通过测量的MCU 的 AD 取样，至于细节，我慢慢来。

实现

首先，我们需要在要测量的电流电路上串联一个采样电阻，这样我们就可以获得采样电阻的电压，如下图所示100mA 当电流流过电阻时，会产生 0.1(A) * 0.02 (欧) = 0.002(V) 电压，我们采集电压值，除以电阻为电流值。

这里需要注意的是采样电阻的选择，主要注意以下事项:

值得注意的是，这两个电路的一端我选择的是接地，这样是方便 MCU 放大电路放大后的电路 AD 因为 MCU 也接地，电压以电路接地为基准。
虽然是接地，但实际上我们放大的是电阻两端的电压，实际上是差分信号， PCB 布线时，从电阻两端到运输和放电两端的电线应单独拉线，并尽量并排行走。（由于电阻一端接地，板上有许多地方是地面，拉到运输和放电一端的地面不能随意连接板，而只能是采样电阻单独拉线的地面，可以确保采集到的信号更准确）。
通常，为了减少偏置电流的影响，以及降低噪声和温度的影响，这里的电阻值通常为 10K～100K 的区间。
R1 阻值不是随意选择的，获得值是 R2 和 R3 的并联值，这种电阻的选择非常重要。如果您以前遇到过这个值，如果您随意选择，将会出现不同电流测量的问题。根据这一规则，您可以获得更好的稳定性。

对于 MCU 的 AD 模块的基准电压一般为 MCU 的源电压，由于电压一般波动较大，也会影响测量型号的准确性。有几种方法可以应对这种情况。

MCU 内部有一个相对准确的电压，可以作为内部基准AD 将模块的基准电压切换到该电压。
MCU 内部有准确的电压，但不能作为内部基准，但 AD 模块有一个测量该点电压的通道。我们可以通过测量该电压来启动校准值，并使用该值来校准我们的目标信号STM32 单片机常用这种方式，我就不赘述了。
MCU 的 AD 模块支持外部基准电压AD 模块连接到一个相对准确和稳定的电压源。这样可以大大提高信号采集的准确性，缺点是需要 MCU 支持，需要增加更高精度的基准电压源，更昂贵。通常使用 TL431，这里有一个使用指导:【锻体篇-硬件开发】TL431可控精密稳压源的应用及注意事项:https://blog.csdn.net/m0_37697335/article/details/124238193。