该项目使用GD32最小系统板为核心，板载了5V转3.3V降压电路，所以在设计扩展板时只需要设计一个5V电源输入电路即可。依照官方训练营选用了主流的Type-C接口，前端模拟电路采用TL074两路运算放大器，使用+5V和-5V电源供电，-5V电压由XD7660芯片产生，由于输出端接入二极管用于保护电路，且二极管存在固定压降，所以输出电压在-4到-5V之间。

运算放大器基本知识

虚断：

理想运放的输入阻抗是无穷大，然而真实的运放输入阻抗却是有限的。如果给运放的输入端加一个电压，然后测量该输入端的电流会发现电流读数接近为0，感觉运放内部断开，没有电流流入一样，但实际又是连接的，这种现象称为虚断。

也可以用欧姆定律来理解，当电压一定时，电流与电阻成反比，电阻无限大那电流也就无限小接近为0。

虚短：

在运放处于深度负反馈时会出现虚短现象，使两个输入端的电位相等，就好像两个输入端短接到了一起，可以近似为。在负反馈中，运放的输出信号的一部分被取出并反馈到输入端。这种反馈作用使得运放的两个输入端（正输入和负输入）的电压差趋近于零，、两个输入端的电压几乎相等。因为尽管运放的两个输入端在电气上并没有被直接短路、，但由于负反馈的作用，两个输入端的电压却几乎相等，就好像它们被短路了一样，故称为虚短。

利用运算放大器虚短和虚断的特性，可以实现电压跟随，同比例放大，反比例放大等功能。

信号处理

ADC，即模数转换器（Analog-to-Digital Converter），是一种电子电路，其基本功能是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。这一转换过程对于现代电子设备处理现实世界中的物理量（如温度、声音、光线等）至关重要，因为数字信号更容易在计算机和微处理器中进行处理、存储和传输。ADC的工作原理可以概括为以下几个关键步骤：

采样 (Sampling): 在这个阶段，ADC定期检查模拟信号的电压值。根据奈奎斯特采样定理，采样频率至少应为输入信号最高频率的两倍，以避免混叠现象。这意味着模拟信号在时间上被离散化。

保持 (Holding): 采样后，保持电路确保在ADC进行转换期间，所采样的模拟电压值保持恒定，以免因信号变化而产生误差。

量化 (Quantization): 量化是将连续范围的电压电平映射到有限数量的离散电平上的过程。每个离散电平对应一个数字值。这一步会产生量化误差，因为它涉及到舍去小数部分的信息。

编码 (Encoding): 最后，经过量化的电平被转换成二进制或其他数字格式的代码，这个代码就是ADC的输出。常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。

不同的ADC类型（如SAR型ADC、ΔΣ型ADC、pipeline型ADC等）在实现这些步骤时采用不同的方法和技术，但基本原理相同。例如，SAR（逐次逼近寄存器）ADC通过比较输入信号与内部产生的参考电压来逐步逼近并确定最终的数字值；而ΔΣ（sigma-delta）ADC则采用过采样和噪声整形技术，首先大幅度地过采样信号，然后通过数字滤波去除噪声，从而达到高分辨率的转换效果。

代码部分

代码完全采用嘉立创开源案例，请参阅附件

实物图