单片机采样电流的解决方案介绍

单片机工程师在面试的过程中，经常会碰到一些相同的问题，笔者总结了十个提问率较高的问题，供大家参考。现在我们来分析单片机工程师常遇面试问题之三：单片机如何采样电流？

单片机的AD模块转换原理我这里就不做讲解了，有兴趣的小伙伴可以找度娘了解，百度都有很详细的介绍。需要注意的是，想要通过AD口来检测信号，必须先要把这个信号转换成电压信号，这样单片机才能识别。

电压采样

我们来看一下单片机采样电压电路图（1），AIN_Vbat接单片机AD检测口，需要检测的电压Vbat经过电阻R31和R37分压，分压得到的电压送给单片机AD口来检测，分压是因为需要把Vbat映射到单片机AD口采样范围内，比如Vbat最高电压为90V，单片机AD模块参考电压为3.3V，那么我们就需要把0-90V映射到0-3.3V。因为这是直接检测电压信号，所以不需要转换直接送到单片机AD口即可，图种R31和R37用来分压，C30和R32用来滤波防干扰。

电流采样

言归正传，单片机如何采样电流呢？如之前所说，单片机AD模块识别的是电压信号，那么要采样电流就需要先把电流信号转换成电压。一般的做法是在负载端增加一颗电流采样电阻，比如选择一个0.05Ω的电阻，当电流为2A的时候，那么该电阻两端的压差就是V=IR=0.052=0.1V;这样就可以把这个电压信号传送给单片机AD口进行检测。但是这个电压只有0.1V，单片机AD口资源得不到充分利用，检测误差会很大，所以我们要把这个电压进行放大。能不能增大采样电阻呢？显然是不行的，因为增大采样电阻会增加电路损耗。比如增加采样电阻为1Ω，那么当电流为2A的时候，电阻上消耗的功率为P=I2R=22*1=4W。这样的损耗是不允许的。所以我们只能加放大器来对这个小电压信号进行放大。图（2）是一个电流采样电路，R100为电流采样电阻，阻值0.05欧姆。该电路放大倍数为N=120K/5.1K=23.5倍。电路中使R29=R30，R24=R35，放大倍数即为N=R24/R29=R30/R35。具体原理作者将在后续文章为您分解。

单片机采样计算表格

图（3）是ADC采样自动计算的excel表格，输入电路中的相关参数即可自动计算数据，有需要的小伙伴可以微信搜索“DPJGCS”，关注作者的微信公众号“单片机技术交流站”，然后回复“AD计算表格”，即可获取该份excel。