#第七届立创电赛#立创2022暑假训练营

* 1、项目功能介绍

1、实现电压电流计功能

2、实现QC2.0诱骗

3、多输出接口，可用于各种电子开发工作

*2、项目属性

项目为首次公开，且为原创。

* 3、开源协议

GPL3.0开源协议

请在竞赛阶段填写 ↓

*4、硬件部分

使用立创EDA专业版开发，并在立创商城进行物料采购。

上图为项目整体设计原理图，该原理图是基于训练营开源项目开发的。基本部分就不介绍了，视频讲解的很清楚。

稳压电路采用比较常规的方案ams1117，该方案可以接受宽范围输入，这样能保证诱骗的电压或者正常接5V都能满足设计。电路输入输出皆接一个大电容和一个小电容，这样电源的频率特性就比较好。

首先，我们简单了解一下QC协议。

QC2.0就是Quick Charge 2.0技术，是高通公司发布的快充技术2.0版本。基于QC2.0协议的充电器可以输出5V、9V、12V、20V四组电压，而且有两个标准：ClassA和ClassB。ClassA标准的QC2.0协议支持5V、9V、12V三组电压，ClassB标准的QC2.0协议支持5V、9V、12V、20V四组电压输出。由于20V不常用，现在市面的充电器、充电宝都是以ClassA标准为主的。

QC3.0是QC2.0的升级版，最大改进是QC3.0支持输出电压为0.2V变量为一档进行变化。QC2.0只支持四组固定的电压输出，而QC3.0支持输出电压在3.6V到20V。

接着，我们来看一个表格。

由表格可得，输出的档位取决于D+和D-的电压。单片机IO口通常有三种状态，输入、输出、高阻。通过IO口的组合操作选择输出3.3V或0V，再通过简单的分压电路，获得所需电压。

这里有两个问题解释一下。

一、电流采样芯片的选择

    官方推荐的是INA199B1DCKR，由于没货，我购买的是INA199A1DCKR。注意看不同的地方，INA199x1DCKR皆可以满足需求，A和B代表的是工艺的区别，x后面的1代表放大倍率，如果这个要换，程序需要修改一下。

    还有，这个芯片特别小，一脚是带横线的一侧，可以用手机拍照功能放大观察。

二、外壳接地的问题

    这个问题是讨论频率很高的问题。首先，训练营教学的时候是教接地的，我也是外壳接地，能顺利运行。但是，审核人员指出外壳接地，电流会从外壳跑掉，导致偏差，甚至不能监测电流。在我未完成硬件开发的时候就注意到这个问题了，最终还是选择了外壳接地。主要考虑如下：USB外壳接地是普遍的操作，有很多优点；其次，我查阅了立创开源广场最多点击量的两个电流监测开源方案，都是外壳接地的。

    总结，这个问题应该不是影响电流监测的关键问题。如果有小伙伴的电流监测不正常，看有没有加上晶振。训练营教的是加上晶振，实际上开源代码是不需要晶振的。

BOOT选择的短接焊盘，经过开发实践，我觉得可以用回按键设计。用镊子短接的设计，想法很好，能减少板子体积，也是我这次学到的知识。但是，考虑到用串口下载，如果这里也是用短接设计，就需要很奇怪的操作才能下进代码。后来，我也是外接了一个按键，才使得开发工作方便一点。接下来，我会再设计一个PCB2.0版本，里面会修复很多问题，后续会公布。

参考资料：自制QC2.0诱骗器，STC15W104单片机版（开源）|创意DIY - 数码之家 (mydigit.cn)

我市大葱明-QC诱骗模块-单片机版 - 嘉立创EDA开源硬件平台 (oshwhub.com)

*5、软件部分

软件使用keil5开发，只需要把附件的固件包下载安装即可。

下载方式见视频讲解：立创训练营--国民MCU下载方法_哔哩哔哩_bilibili

实现训练营最基本功能，只需要修改这几处的代码即可，因为训练营教学的代码设置的IIC接口和我设计的不一致。

这是实现QC诱骗的宏定义，利用恰当的宏定义，可以提高代码的可阅读性。注释已经写得很清楚了，结合原理图理解。

主函数内除了基础模板的代码，我自行编写了按键扫描函数。按键1主要进行模式切换，可在QC 2.0、QC 3.0、正常模式切换。按键2有两个功能。第一，处于QC 2.0时，切换9V 模式和12V 模式。第二，处于QC 3.0时，以200mv为步进。

注：QC 3.0代码是我按照协议资料编写的，由于没有工具测试，并未验证。开发者按需自行验证。

*6、BOM清单

1、10uF电容可以自行选择更小的封装（用1206是因为我不需要额外采购）

2、902和202电阻请自行选择

*7、大赛LOGO验证

* 8、演示您的项目并录制成视频上传

视频链接：立创训练营--USB METER_哔哩哔哩_bilibili