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DIY USB 电流表（5）：使用 VSCode + PlatformIO 搭建固件开发环境

作者: 日期: 4月 8, 2024 没有评论

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。

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。

开发环境介绍

Visual Studio Code

diy-usbmeter-5-1

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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DIY USB 电流表（2）：PCB 布局布线

作者: 日期: 2月 19, 2024 2 条评论

在前一篇 《DIY USB 电流表（1）：元件选型和原理图绘制》 中介绍了 DIY 一个 USB 电流表的需求列表，以及将它所需要的元件确定下来，并在立创 EDA 中将整体功能的原理图绘制完成，现在就可以开始在立创 EDA 中进行布局布线了。

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。

布局布线效果预览

pcb preview

转换原理图到 PCB

通过立创 EDA 的 设计>更新/转换原理图到PCB 菜单，就可以将原理图中所有元件放置到 PCB 设计页面中，并且已经都将每个元件的网络配置且连接好。

pcb design 1

布局布线

设计预期外形

我们首先需要做的就是将元件根据用途大概放置到对应的区域，先来根据目标的形态绘制一个草图。

pcb design 2

初步确定布局

首先使用放置板框功能，画一个 PCB 的边框，可以根据实际预期 PCB 大小，将板框设置成那个尺寸，例如这里先设置成 45mm*70mm。

这里可以使用立创 EDA 的交叉选择功能，在原理图中选择对应功能区域的元件，然后按 Shift+X，就可以在 PCB 设计页面中选择对应的元件，方便将归属于同一功能的元件都选中，然后放置到目标位置去。

pcb layout

这样就可以大概将整体布局确定下来，后续就可以在这个基础上进行布线了，当然最终效果会比这个紧凑很多，可以在布线过程中不断调整。

精细调整布局

在初步确定布局之后，就可以根据每个模块的功能，将它们目标的布局确定下来，例如这里 DC-DC 模块，就可以根据一般 DC-DC 模块布局的需求，先把相关电阻、电容、电感的位置放置完毕，再进行最后的布线。

像 …

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DIY USB 电流表（1）：元件选型和原理图绘制

作者: 日期: 2月 12, 2024 没有评论

USB 电流表在电子 DIY 中还是比较常用的，可以用它来观察目标设备的实时电流、电压以及功耗。

作为电子 DIY 爱好者，做一个自己的 USB 电流表也是一件顺理成章的事。这里把之前已经开源的一个 USB 电流表的原理图来添加一些详细说明，对于初学者来说可以大概搞明白一个简单设备的原理图该怎么画。

当然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。

USB 电流表成品效果

电压、电流、功率、容量界面

ui-1

功率历史图表界面

ui-2

需求分析和元件选型

在最开始搞一个入门 DIY 的产品，还是不要搞太复杂，尽量从简单的开始，先确定一下需求范围，降低整体开发难度，一方面减少原理图绘制之类的工作量，另外一方面，也可以增加成功率，防止半路弃坑 🤣。

需求分析

作为一个 USB 电流表，主要功能就是电流、电压等指标的采集，以及作为现在已经普及度非常高的 USB Type-C 接口和 USB PD 充电都需要支持一下，然后再通过屏幕展示出来采集的数据就可以了。

因此根据需求大概确定以下功能点：

  • USB Type-C 输入与输出
  • PD 协议透传
  • 支持 5～20V 电压检测
  • 支持 0～5A 电流检测
  • 支持功率计算、容量统计
  • 支持功率历史图表显示
  • 支持统计数据记录与清除
  • 按键切换电压电流数据与功率历史图表
  • 使用 12864 OLED
…

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