之前已经连载完了 DIY USB 电流表的所有章节，这里汇总介绍一下这个项目，希望对电子 DIY 感兴趣的朋友们有所帮助。
这个 DIY USB 电流表的所有内容都已经开源，包括：
在文末可以找到开源项目的所有资料，其中硬件部分在立创开源平台，其他部分在 GitHub 中。
PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。
这是一个基于沁恒 CH32V003 和德州仪器 INA219 的 DIY USB 电流表，使用 CH32V003 作为主控 MCU 来读取和显示电压电流数据，INA219 作为电压电流监测计，并且通过两个按键来进行交互。
在截止到前一篇 《DIY USB 电流表（9）：Flash 模拟 EEPROM 存储累计电量》 后，我们已经完成了 DIY USB 电流表的所有硬件和软件开发工作，接下来就需要设计一个稍微正经一点的外壳将 PCB 包装起来，除了更好看一点的同时，还可以防止裸露的 PCB 接触到导体之后造成意外短路的情况。
另外，为了体验一下嘉立创的亚克力面板定制服务，这次的 USB 电流表外壳采用面板 + 外壳的方式来完成，PCB 通过 M2 自攻螺丝固定在 3D 打印的外壳上，再将面板通过双面胶粘贴到外壳上。
当然我也是 3D 建模业余选手，只会基本的长方体布尔切割操作什么的，设计的外壳主打一个能用就行 🙈。
PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。
为了更好的确定外壳的尺寸和各个接口、按键的位置，可以先在立创 EDA 专业版中导出 PCB 的 3D 模型文件，这样在建模软件里可以有更直观的参考。
最终外壳基本上就是根据 PCB 的外形设计了一个 1.7mm 厚，带圆角的边框，并且在两个按键的位置预置了两个和外壳一体的按钮。
PCB 上的按键为了能给按键手柄留出行程空间，是突出 …
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在前一篇 《DIY USB 电流表（8）：绘制功率曲线》 中，整个 USB 电流表的固件开发已经进入尾声，目前我们已经完成了电压电流数据显示、功率计算、多页面切换、历史功率曲线绘制等功能.
为了更好地保持数据，在 USB 电流表重新上电的情况下，也可以恢复之前测量的数据，例如在测试充电宝容量时，中间会断开并重新连上负载，这个时候我们需要将之前记录的数据保存下来，继续累计负载消耗的电量。
但是在之前的原理图设计中，整个电路并没有添加 EEPROM，CH32V003 也没有自带 EEPROM，这时我们可以使用 CH32V003 的代码存储区域来模拟 EEPROM 保存数据，这次就来完成这个功能吧。
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根据 CH32V003 的数据手册可以知道，CH32V003 拥有 16KB 的用户代码区域。
在 USB 电流表的固件编译之后，可以看到固件的大小，目前整个固件只占用约 12K 左右的空间，那可以就可以尝试使用剩余的空间来当作数据存储，模拟一下 EEPROM。
在使用 Flash 来模拟 EEPROM 时，需要通过数据手册关注一下 Flash 的一些特性，例如擦写时间和擦写寿命等。
存储器特性
从数据手册中可以看到，CH32V003 的 Flash 擦写 64 字节需要 2~3 …
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在前一篇 《DIY USB 电流表（8）：绘制功率曲线》 的开发过程中，我还碰到一个额外的问题，在最终开源的代码中虽然已经解决了，但是在文章中并没有提到，这就是编译固件体积超出 Flash 限制的问题。
这里就分享一下碰到 CH32V003 固件编译后体积超过 Flash 如何查找原因、解决问题的过程。
PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。
在定义了功率历史数据缓存的变量，添加数据存储、屏幕画点驱动、按键检测等代码之后，照常编译一下固件，检查一下代码有没有错误，却突然发现编译出错了：
一看错误原因： region 'FLASH' overflowed by 772 bytes，这就意味着编译完的固件体积已经超过了 CH32V003 的限制，毕竟CH32V003 只有 16KB 的用户代码空间。
在前几篇中编译完成也可以发现，固件体积已经快到达极限了，没想到这么快就已经超出不够用了。
幸好 PlatformIO 提供了 Inspect 功能，可以用于分析固件编译产物中的各种资源使用情况，包括 Flash 占用、内存使用、静态代码检查等，通过这个工具，就可以快速分析固件编译完后，哪块代码或资源占用的体积最大。
PlatformIO Inspect 文档可以参考这里： https://docs.platformio.org/en/latest/home/index.html#project-inspect
要使用 PlatformIO Inspect 功能很简单，直接在 PlatformIO 侧边栏中通过菜单打开 …
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在前一篇 《DIY USB 电流表（7）：读取和显示 INA219 电流电压数据》 中，我们已经基本完成了这个 DIY USB 电流表的核心功能开发，已经可以在屏幕上显示当前电源输入电压、负载的电流、功率以及累计电量等数据，如果不需要更多功能，已经可以结项了 😃。
但是如果想拿这个 USB 电流表在一些分析场景使用，那么还需要再增加一些功能，例如，是否可以通过这个 USB 电流表来记录给手机充电时的功率曲线，这样可以知道手机的快充是什么样的节奏来完成充电的。
这次我们就来完成这个功能，记录负载的功率历史，并绘制成曲线来显示功率趋势。
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在开始绘制功率曲线之前，同样有一些准备工作需要进行，例如在多了一个功率曲线页面之后，原来的电压数据页面怎么办，怎么切换多个页面？
在最早的功能设计中，我们已经给这个 DIY USB 电流表添加了两个按键，现在就可以通过这两个按键来完成页面切换操作了。
按键原理图
在原理图中可以看到，两个按键已经接到 CH32V003 的 PD2、PD3 引脚，在初始化代码中，加上初始化两个引脚为输入模式。
按键状态结构体
为了维护按键的状态，我们先定义一个结构体来维护状态。在 ButtonState 结构体中，定义了一个 ts 字段，这个用来记录按键状态变化时的时间戳，这样可以在状态变化时，例如从低电平变化为高电平时，计算出来按键按下去的持续时间，如果超过 3000 毫秒，就认为是长按事件。
#pragma once
#include "drivers/clock.h"
#include "drivers/gpio.h"
#define BTN_LEFT 0
#define 
在前一篇 《DIY USB 电流表（6）：点个屏，使用 I2C 驱动 0.96 寸 OLED》 中，我们已经完成了屏幕显示驱动的开发，并且根据需求，列出了需要展示的数据项，确定了一下最终显示内容的布局。
在之前，显示的内容都是占位的测试数据，在这一节，就可以开始真正去读取 INA219 传感器的数据，将电路中测量的电压、电流等数据显示在屏幕上，这又是一节枯燥的编码工作 🙈。
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在开始读取 INA219 的数据之前，同样也要准备一些相关的库，例如 INA219 数据的读取、参数的配置，以及在 CH32V003-GameConsole 中所使用的 I2C 封装并未提供读取 I2C 数据方法，另外，为了计算 USB 电流表运行时间内消耗的电量，也需要有相关的计时方法。
在 CH32V003-GameConsole 的代码中，已经有了 i2c_tx.h，提供了 I2C 写入相关的方法，对于一个游戏机来说，拥有写入方法就足够了，它只需要用 I2C 来刷新屏幕，但是在我们的 USB 电流表项目中，还需要使用 I2C 去读取 INA219 的数据，因此需要去封装一个 I2C 读取方法。
在开始编写 …
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在前一篇 《DIY USB 电流表（5）：使用 VSCode + PlatformIO 搭建固件开发环境》 中，我们已经完成了开发 USB 电流表固件的开发环境搭建，整个开发环境基于 Visual Studio Code + PlatformIO 来完成，并且跑通了一个基本的 Demo，验证了开发环境。
固件开发的第一步，我们先将最终输出数据的显示设备，0.96 寸 OLED 屏幕给点亮，这样在后续开发过程中，也可以通过屏幕来显示一个调试数据信息。
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在开始开发之前，我们需要做一些准备工作，使用 PlatformIO 创建项目并不包含很多使用示例，例如如何使用 GPIO，如何使用 I2C 总线等，并且使用 platform-ch32v 时，它的函数定义与官方示例也不太相同，因此我们需要找一个类似的开源项目作为参考，从而可以更快速地完成 USB 电流表的固件开发。
项目地址：https://github.com/wagiminator/CH32V003-GameConsole
我就从 CH32V003-GameConsole 这个项目了解到 CH32V003 这款 MCU，并且开始尝试使用的，刚好这个项目本身包含了 0.96 寸 OLED 屏幕的驱动以及 GPIO、ADC …
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在前一篇 《DIY USB 电流表（4）：PCB 焊接与调试》 中，我们已经完成了 USB 电流表的焊接，有了硬件之后，就可以开始给它注入灵魂——开发固件了。
首先完成开发环境的搭建，由于我平时都是使用的 MacBook 作为开发机，因此这里以 macOS 作为开发平台来介绍开发环境的搭建。当然 Visual Studio、PlatformIO 这些本身也都是跨平台的，在其他系统配置这一套开发环境的步骤也类似，也可以参考。
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项目地址：https://code.visualstudio.com/
Visual Studio Code 是一款由微软开发且跨平台的免费源代码编辑器。该软件以扩展的方式支持语法高亮、代码自动补全、代码重构功能，并且内置了命令行工具和 Git 版本控制系统。用户可以更改主题和键盘快捷方式实现个性化设置，也可以通过内置的扩展程序商店安装其他扩展以拓展软件功能。
一般来说，做嵌入式固件开发工作，通常会在 Windows 系统上完成，并且有完整的 IDE 可以使用，例如像 Keil。或者像在这个项目中所使用的 MCU CH32V003，沁恒也提代了一个 IDE MounStudio。
但是因为现在很多嵌入式开发相关的工具链都提供了跨平台的平台，编译器、烧录程序等都可以直接在 macOS 平台上使用，因此现在使用 macOS 来作为嵌入式开发平台也并没有太大的阻碍。
我在 macOS 上使用的编辑器是 Visual Studio …
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在前一篇 DIY USB 电流表（3）：PCB 免费打样详解 中，我们已经完成了 PCB 的下单，坐等几天就可以将生产完成的 PCB 拿到手了。在 PCB 到手之前，可以先把焊接组装需要的元器件先采购起来，毕竟这个也需要两天时间才能快递到手。
等到焊接 PCB 所需要的元器件都到手之后，就可以将我们的 PCB 组装起来了。
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在采购元器件前，我们可以先在立创 EDA 中将物料清单（俗称 BOM）导出，在立创 EDA 中使用 导出》物料清单(BOM)... 菜单就可以导出 BOM。
物料清单 （BOM），也称为产品结构，是构建、制造或维修产品或服务所需的所有物料的列表。物料清单充当集中式源，包含从原材料阶段制造产品所需的所有信息。
BOM 导出后是一个 Excel 文件，打开后就可以看到它包含了这块 PCB 所需要的全部相关元器件：
如果直接在立创商城购买这些元器件，可以在导出 BOM 对话框中选择 元件下单，这样就会将 BOM 上传到立创商城，并开启 BOM 配单服务，可以自动根据 BOM 表中的内容匹配到合适的元器件，省去了一个一个查找并添加到购物车的过程。
当然立创商城购买元器件的价格并不一定是最优的，淘宝上很多商家也提供配单服务。不过立创商城的东西比较齐全，对于一些低价元器件，还是可以考虑直接在立创商城一站配齐的，对于差价比较大的元器件，我也都是选择在淘宝上购买。
例如这个 …
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在前两篇文章中，我们已经完成了 DIY USB 电流表的元件选型、原理图绘制和 PCB 布局布线，完成这些后，就可以将 PCB 文件导出给到板厂进行生产啦，很快就可以拥有一块自己设计的 PCB 了。
如果还没有完成 PCB 设计，可以参考前两篇文章：
PS. 我也还是一个初学者，如果文章中有一些错误或不足，还请多多指教。
得意于 PCB 板厂间的竞争，现在有不少板厂提供了免费打样服务，例如嘉立创、捷配等。有了这些提供免费打样服务的 PCB 板厂，作为电子 DIY 爱好者也可以低成本的拥有一块正经生产出来的 PCB 来完成一些产品了，而不是只能使用万用板和飞线来制作。
我现在用过两家板厂的免费打样服务，分别是嘉立创和捷配，目前两家的规则差不多，都是一个月内有两次免费打样机会。
嘉立创是我用过最多的免费打样服务板厂了，他的免费打样服务范围相当广，FR-4 2、4、6 层板，FPC 柔性电路板，铝基板等都可以进行免费打样，结合立创 EDA，整体下单流程很顺畅。
另外嘉立创 PCB 阻焊油墨除绿色外的颜色也是可以免费使用的，PCB 生产时间相比绿色会多一两天，但是可以拥有红色、蓝色、紫色、黑色 PCB，还是相当值得的。
嘉立创免费打样一般都是给 …
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