基于STM32F103C8T6单片机驱动ACS712模块进行电流检测

一、ACS712 模块简介

1.1产品简介

在嵌入式开发中，电流检测是一个常见需求。本文详细介绍如何使用 STM32F103C8T6 驱动 ACS712 霍尔效应电流传感器 ，并完成1-5A电流的实测验证。
ACS712 是一款基于霍尔效应的电流传感芯片，用来测量直流或交流电流。它通过内部导体感应电流产生的磁场，再由霍尔元件转换成与电流成比例的模拟电压输出（一般以 Vcc/2 为零点）。该芯片具有电气隔离、安全性高、响应速度快的特点，常见量程有 ±5A、±20A、±30A，广泛用于电源监测、电机控制和过流检测等场景。

1.2 模块特性

• 工作电压 ：5V DC（不可以用3.3V供电，输出不稳定误差大，官方手册工作电压在4.5-5.5V之间）
• 输出类型 ：模拟电压输出
• 零点电压 ：VCC/2 = 2.5V（无电流时）
• 灵敏度 ：185mV/A（5A 版本）
  ACS712 不同量程的灵敏度不同，可以看下表：
  

1.3 引脚定义

引脚	功能	连接
VCC	电源正极	接 5V
OUT	模拟输出	接 STM32 PA0（ADC 输入）
GND	电源负极	共地
IP+	电流输入	检测电路电流输入
IP-	电流输出	检测电路电流输出

二、硬件连接

2.1 单片机接线

ACS712	STM32F103C8T6	OLED
VCC(外部电源接5V)	--	--
OUT	分压后接到PA0	--
GND（外部电源接地）	GND	GND
--	3.3V	VCC
--	PB8	SCL
--	PB9	SDA

2.2 电流检测端及分压接线

①这里检测电路和板子供电的5V建议分开供电。
②在PA0对地之间可以加个0.1uF的独石电容，增加稳定性。
③加分压电路的原因：5A电流时，OUT输出电压理论值3.425V已经超过STM32的采样电压3.3V了，因此需要加分压电路。

2.3 实物接线

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三、软件代码

STM32F103C8T6驱动ACS712电流检测(标准库代码)。

3.1 AD.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * 函    数：AD初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void AD_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);	//开启ADC1的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
	
	/*设置ADC时钟*/
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);						//选择时钟6分频，ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA0引脚初始化为模拟输入
	
	/*规则组通道配置*/
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);		//规则组序列1的位置，配置为通道0
	
	/*ADC初始化*/
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;						//定义结构体变量
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;		//模式，选择独立模式，即单独使用ADC1
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;	//数据对齐，选择右对齐
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;	//外部触发，使用软件触发，不需要外部触发
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;		//连续转换，失能，每转换一次规则组序列后停止
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;			//扫描模式，失能，只转换规则组的序列1这一个位置
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;					//通道数，为1，仅在扫描模式下，才需要指定大于1的数，在非扫描模式下，只能是1
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);						//将结构体变量交给ADC_Init，配置ADC1
	
	/*ADC使能*/
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);									//使能ADC1，ADC开始运行
	
	/*ADC校准*/
	ADC_ResetCalibration(ADC1);								//固定流程，内部有电路会自动执行校准
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
    /*开始校准*/
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
}

/**
  * 函    数：获取AD转换的值
  * 参    数：无
  * 返 回 值：AD转换的值，范围：0~4095
  */
uint16_t AD_GetValue(void)
{
    /*开始转换*/
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);					//软件触发AD转换一次
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);	//等待EOC标志位，即等待AD转换结束
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);					//读数据寄存器，得到AD转换的结果
    
}

3.2 主程序

/**********************************************
***基于STM32F103C8T6单片机驱动ACS712模块进行电流检测***
注意：启动时电流必须是0A电流，程序会在启动时获取0电流下的零点值带入后面的计算；
如果启动不是零点值，需要在重新启动读取0电流值计算才可以读数正确(或者自己更换后面计算的V_zero数值)
| ACS712            |STM32F103C8T6  | OLED|
| VCC(外部电源接5V)  | --           | --   |
| OUT               | 分压后接到PA0 | --   |
| GND(外部电源接地)  | GND          | GND  |
| --                | 3.3V          | VCC |
| --                | PB8           | SCL |
| --                | PB9           | SDA |
**********************************************/

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "AD.h"

uint16_t ADValue;			    //定义AD值变量
float Voltage,Vsensor,Current;	//定义电压，电流变量
float sum = 0;
float V_zero;                   //定义零点电压变量

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();			//OLED初始化
	AD_Init();				//AD初始化

	
	/*显示静态字符串*/
	OLED_ShowString(1, 1, "ADValue:");      //ad采样值
	OLED_ShowString(2, 1, "Voltage:0.00V"); //读取电压值
    OLED_ShowString(3, 1, "Vsensor:0.00V"); //OUT输出实际电压值
    OLED_ShowString(4, 1, "Current:0.00A"); //转换出来的电流值
    for(int i=0;i< 20;i++)
    {   
        sum += AD_GetValue();
    }
        ADValue = sum / 20;
        sum = 0;
    V_zero = (float)ADValue / 4095 * 3.3 * 2.0f;//获取无电流下的零点电压值

	while (1)
	{
        /*滤波处理*/
        for(int i=0;i< 20;i++)
        {   
            
            sum += AD_GetValue();
        }
        ADValue = sum / 20;                         //获取AD转换的平均值
        sum = 0;
//		ADValue = AD_GetValue();					//获取AD转换的值
		Voltage = (float)ADValue / 4095 * 3.3;		//将AD值线性变换到0~3.3的范围，表示电压
        Vsensor = Voltage * 2.0f;
        Current = (Vsensor - V_zero) / 0.185f;		    //获取读出的电压，换算成电流
		
		OLED_ShowNum(1, 9, ADValue, 4);				//显示AD值
		OLED_ShowNum(2, 9, Voltage, 1);				//显示读取电压值的整数部分
		OLED_ShowNum(2, 11, (uint16_t)(Voltage * 100) % 100, 2);	//显示读取电压值的小数部分
        OLED_ShowNum(3, 9, Vsensor, 1);				//显示OUT电压值的整数部分
		OLED_ShowNum(3, 11, (uint16_t)(Vsensor * 100) % 100, 2);	//显示OUT电压值的小数部分
		OLED_ShowNum(4, 9, Current, 1);				//显示电流值的整数部分
		OLED_ShowNum(4, 11, (uint16_t)(Current * 100) % 100, 2);	//显示电流值的小数部分
        Delay_ms(300);			//延时300ms，手动增加一些转换的间隔时间
	}
}

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四、测试现象

4.1 理想数据

4.2 实测数据

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五、常见问题

Q1: 读数一直为 0？

• 检查 ACS712 供电是否正常
• 检查 OUT 引脚是否连接到 PA0
• 确认 ADC 通道配置正确

Q2: 读数跳变很大？

• 增加采样次数（建议 10-20 次平均）
• 添加软件滤波（滑动平均/中值滤波）
• 检查电源是否稳定

Q3: 负电流显示？

• 空载时零点电压可能不是精确 VCC/2
• 运行校准程序获取实际零点
• 检查电流方向是否正确

Q4: 精度不够？

• ACS712 本身精度约±3%
• 高精度需求建议使用 INA219 等专用芯片
• 校准实际灵敏度参数

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