一、设计目的

• 基于立创地阔星开发板（STM32F103C8T6主控）设计一款简易数字万用表，可以测量电压、电流、电阻、电容与二极管的正向导通压降。

二、硬件设计

• 基础电路
  • 使用两排20P的排母与开发板相连接
  • 因为拓展版的功耗较低，供电直接由开发板上获取。
  • 显示部分采用0.96寸OLED屏幕实现，方便清晰
  • 使用按键切换测量模式和量程，每个按键分别与一颗1uF电容并联实现硬件消抖。
  • 在每个模式的测量接口处设置LED提示灯，便于使用。
• 电压测量电路
  • 采用分压电阻与mos选择，实现3分压、2分压、1分压的三量程测量。
  • 使用STM32内部ADC
• 电流测量电路
  • 使用100毫欧采样电阻
  • 使用LM358运算放大器放大采样电阻上的电压
  • 使用STM32内部ADC
• 电阻测量电路
  • 采用多组不同阻值的分压电阻，实现了五档电阻测量
  • 使用mos选择网络实现档位切换
• 电容测量电路
  • 使用NE555定时器与待测电容组成无稳态振荡电路，结合STM32的定时器输入捕获测量出振荡频率，间接计算出待测电容的数值。
• 二极管测量电路
  • 使用通以微小基极电流的三极管模拟恒流源，使得待测二极管接入时通过电流被限制在10~20mA，此时二极管两端的电压即为二极管的导通压降。

三、软件设计

• 使用STM32标准库开发。
• OLED显示驱动移植了江协科技的驱动文件。
• 使用外部中断+定时器中断读取按键输入, 并做到较好的防抖.
• 使能ADC自校准

四、测试效果

• 经测试，各个模块能够正常工作，基本实现了设计目标。
• 由于ADC精度限制、分压/采样电阻的精度限制等原因，测量结果与标准之间会存在一定误差，调整计算模型中的参数后，误差一般 $\le\pm5\%$。