基于单片机的程控直流电流源设计

毕业设计 [论文]
题目：基于单片机的程控数字直流电流源设计
学院：电气与信息工程学院
专业：自动化
姓名：宋晓明
学号：092409232
指导老师：徐安峰
完成时间：2013.5.25
摘要
随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，人们对程控恒定电流器件的需求越来越高。

应社会发展的需求，对基于单片机控制的“程控恒流电流源”进行研究论证，并运用Proteus软件进行仿真。

设计由两大模块组成：①单片机应用系统模块；②大功率压控电流源模块。

设计采用AT89S52单片机应用系统，由TLC2543对精密电阻康铜丝的电压进行监控，由LTC1456直接控制输出电压，单片机、A/D、D/A三者组成控制系统，形成闭环回路，保持恒流。

电流源采用4×4矩阵键盘进行设定，并采用LCD显示界面。

运用Proteus软件仿真，实现输出电流范围为200mA~2000mA，满足步进10mA，可以同时显示电流的给定值、仿真测试值、负载电压值、负载电阻值。

关键词：电流源；稳压电源；AT89S52；LCD显示；Proteus
ABSTRACT
The requiements of numerical controlling constant current devices is increasing as development of electronic technology and expanding of digital circuit applicational field. As to satisfy society development, do a study based on "numerical controlling constant current power" of SCM controlling and apply Proteus to simulating software. This design includes two module: ①SCM application system module; ②superpower voltage controls current power module. This design adopts AT89S52 SCM application system, monitoried by precision resistance constantan wire voltage corresponding of TLC2543 and controlled and putout voltage directly by LTC1456, which three aspects consist of controlling system and being closed loop circuit to keep constant cuurent. Current souce adopts 4×4 matrix keyboard to set and LCD display interface. Applying Proteus simulation software to realizing the range of output current as 200mA~2000mA satisfies stepping 10mA,displaying set-value, simulation values, load voltage value and load load resistance value of current simultaneously
Key words Current source；Manostat ；AT89S52；LCD display；Proteus
目录
1 绪论 (1)
1.1 程控直流电流源的发展现状 (2)
1.2 程控直流电流源的研究意义 (2)
1.3 该研究解决的主要内容 (3)
2 设计任务及要求 (4)
2.1 设计任务 (4)
2.2 发挥部分................................................................................... 错误！未定义书签。

2.3 设计思路 (4)
2.4 方案论证 (4)
2.5 总体方案设计 (5)
3 硬件系统的设计 (7)
3.1 硬件系统的模块 (7)
3.1.1 单片机最小系统 (7)
3.1.2 自制电源模块 (9)
3.1.3 显示模块 (10)
3.1.4 键盘模块 (12)
3.1.5 电流源模块 (13)
3.1.6 负载模块 (14)
3.1.4 D/A、A/D转换模块 (15)
3.2 系统的原理图 (17)
4 软件系统的设计 (18)
4.1 单片机资源使用情况 (18)
4.2 软件系统的模块 (18)
4.2.1 定时模块 (18)
4.2.2 按键操作模块 (18)
4.2.3 D/A转换模块 (19)
4.2.4 A/D转换模块 (19)
4.2.5 LCD显示模块 (19)
4.3 程序流程图 (19)
4.3.1 主控制流程图 (19)
4.3.2 按键操作流程图 (20)
4.3.3 D/A转换、A/D转换流程图 (21)
4.3.4 数制转换流程图 (22)
4.3.5 LCD显示流程图 (22)
4.4 程序清单 (23)
5 仿真测试及结果 (24)
5.1 设计结论及使用方法 (24)
5.2 仿真结果 (24)
5.2.1 输出电流范围仿真 (24)
5.2.2 步进调整仿真 (26)
5.2.3 输出电流仿真 (26)
5.2.4 仿真软件的介绍 (27)
5.3 误差分析 (28)
结束语 (29)
参考文献 (30)
致谢 (31)
附录 (32)
插图与附表清单
图1 方案一的方框图 (4)
图2 方案二的方框图 (4)
图3 单片机的时钟电路图 (6)
图4 单片机的复位电路图 (7)
图5 单片机的最小系统图 (8)
图6 稳压电源电路图 (9)
图7 LM016L 与单片机的接线图 (11)
图8 键盘与单片机的接线图 (12)
图9 稳压器运放线性恒流源模块电路图 (12)
图10 压控恒流源模块电路图 (13)
图11 负载电流、电压测量电路 (14)
图12 TLC1456 内部结构电路图 (14)
图13 D/A、A/D 连接电路图 (16)
图14 主控制流程图 (19)
图15 键盘扫描子程序流程图 (20)
图16 D/A转换、A/D转换流程图 (20)
图17 数制转换流程图 (21)
图18 LCD 显示子程序流程图 (22)
图19 仿真显示器显示界面图 (23)
图20 仿真报错显示界面图 (24)
图21 输出电流值确认SET显示界面图 (24)
图22 输出电流值SET显示界面图 (24)
图23 修改设定的输出电流值界面图 (25)
图24 负载电阻为20Ω仿真状态图 (25)
附图系统原理图 (31)
表1 P3口线第二功能 (8)
表2 LM016L引脚功能 (10)
表3 LTC2543引脚功能 (15)
表4 寄存器选择控制表 (18)
表5 负载RL=20欧姆的数据表格 (25)
表6 负载RL=3.0欧姆的数据表格 (26)
表7 负载RL=4.3欧姆的数据表格 (26)
1 绪论
1.1 程控直流电流源的发展现状
随着科学技术的迅速发展，人们对物质需求也越来越来高，特别是一些高新技术产品。

电源作为当今人们生活中普遍存在的电子商品，从上世纪九十年代末起便迅速发展。

随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。

从80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流/直流电源行业正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和程序控制。

然而，早在90年代中，半导体生产商们就开发出了程控直流电流源管理技术，而在当时，这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处与劣势，因而无法被广泛采用。

由于板载电源管理的更广泛应用和行业能源节约和运行最优化的关注，电源行业和半导体生产商们便开始共同开发这种名为“程控直流电流源”的新产品。

而如今随着直流电流源技术的飞跃发展, 整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制, 从而使直流电流源智能化, 具有遥测、遥信、遥控的三遥功能, 基本实现了直流电源的无人值守。

并且，在当今科技快速发展过程中，模块化是直流电流源的发展趋势，并联运行是电流源产品大容量化的一个有效手段，可以通过设计N+1冗余电源系统，实现容量扩展，提高电源系统的可靠性、可用性，缩短维修、维护时间，从而使企业产生更大的效益。

如：扬州鼎华公司近年来结合美国某知名公司的先进技术，成功开发了单机最大功率120KW智能模块电源，可以并联32台（可扩展到64台），使最大输出功率可以达到7600kW以上。

智能模块电源采用电流型控制模式，集中式散热技术，实时多任务监控，具有高效、高可靠、超低辐射，维护快捷等优点，机箱结构紧凑，防腐与散热也作了多方面的加强。

它的应用将会克服大功率电源的制造、运输及维修等困难。

而且和传统可控硅电源相比节电20%-30%节能优势，奠定了它将是未来大功率直流电流源的首选。

1.2 程控直流电流源的研究意义
随着经济活动在转入高新技术产业迅猛发展时期。

程控直流电流源是电子技术常用的仪器设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行实验作和科学研究所不可缺少的电子仪器。

在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电流源来供电。

而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等
四部分组成。

然而这种传统的直流电流源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。

普通的直流电流源品种有很多, 但均存在以下问题：输出电流是通过粗调（波段开关）及细调（电位器）来调节。

这样, 当输出电流需要精确输出, 或需要在一个小范围内改变时,困难就较大。

另外, 随着使用时间的增加, 波段开关及电位器难免接触不良, 对输出会有影响。

从上面我们能看出传统的直流电流源已经不能满足现在需要，但是在各类电子设备和一些家用电器中，通常又都需要直流电流源供电。

而在我们实际生活中电源往往都是由220V 的交流电网供电，那么这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。

其中滤波器用于滤整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电流源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。

然而传统的直流电流源通常采用电位器和波段开关来实现电流的调节,并由电流表指示电流值的大小. 因此,电流的调整精度不高,读数欠直观,电位器也易磨损。

而基于单片机控制的数控直流电流源能较好地解决以上传统直流电流源的不足，并且数控直流电流源与传统直流电流源相比，具有操作方便、电流稳定度高的特点。

它的纹波电流低，电流调节精确，输出电流大小采用数字显示，直观易读。

电路大部分使用集成电路，从而使调试简单、性能优良、故障率低、使用寿命长。

程控直流电流源的研究主要在性能上要做到效率高、噪声低、高次谐波低、既节能又不干扰环境，还要在功能上力求实现数控化、多功能化、智能化、网络化。

而本课题研究主要也是从上述问题中进行设计，达到程控直流电流源设计的合理性及可利用性。

1.3 该研究解决的主要内容
本次对数控直流电流源的设计主要是针对以下方面：如何实现对电源的输出控制，该系统主要是应用单片机，用微处理器来替代传统直流稳压电源中手动旋转电位器，实现输出电压的连续可调，精度要求高。

实现的途径很多，可以用DAC的模拟输出控制电源的基准电压或分压电阻，或者用其它更有效的方法，因此如何选择简单有效的方法是本课题需要解决的首要问题；数控直流电流源要实现电流的键盘化输出控制，同时对于输出的电流的精度也具有相应的要求，如何有效的实现这些功能也是课题所需研究解决的问题。

程控直流电流源的输出电流稳定的问题，在本设计中也是要解决的问题。

对于数控直流电流源的输出显示问题，本设计中式采用LCD进行显示。

该程控直流电流源还有一个讨论的问题，就是对于程控直流电流源输出的电流进行采样，然后进行处理的问题。

在本次数控直流电流源的设计中，这也是一个比较重要的问题。

2 设计任务及要求
2.1 设计任务
（1）、输入交流电压200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。

（2）、输出电流范围：200mA～2000mA；
（3）、可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10 mA；
（4）、具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；
（5）利用proteus软件对整体电路进行仿真验证。

2.2 设计思路
采用改进型的单输出端单向电流源电路来产生恒定电流。

该方法是用精密电阻取样得到反馈电压，将反馈电压与高精度的参考电压比较得到误差电压，此误差电压经放大后输出控制调整管的导通程度，使预设电流值和实测电流值的逐步逼近，直至相等，从而达到数控的目的。

从题目的要求来分析，该题目最大的难点在于大电流输出和高精度控制，所以在具体的方案确定中，大电流、功耗，以及精度、误差等都是我们所必须要考虑和克服的。

2.3 方案论证
对于程控直流电流源的设计有很多方案，下面做一下介绍：
方案一：方框图如图1所示，数控直流电流源由键盘、控制器、显示器、数模转换、电压电流转换和模数转换等部分组成，键盘的作用是设定电流值和确定电流步进值；控制器的作用是将设定电流值的8位（或12位）二进制输出；显示器的作用是显示设定电流值；数模转换的作用是设定电流值的数字量转换为模拟量；电压电流转换的作用是将电压转换成恒定电流输出；模数转换的作用是将输出的模拟量再转换为数字量反馈到控制器，使实际输出电流值与设定电流值一致。

键 盘可逆计数器数模转换
模数转换
电压电流的
转换译码输出
数码管显示电路输出
图1 方案一的方框图 方案二：方框图如图2所示，采用改进型的单输出端单向电流源电路来产生恒定电流。

该方法是用精密电阻取样得到反馈电压，将反馈电压与高精度的参考电压比较得到误差电压，此误差电压经放大后输出控制调整管的导通程度，使预设电流值和实测电流值的逐步逼近，直至相等，从而达到数控的目的。

从题目的要求来分析，该题目最大的难点在于大电流输出和高精度控制，所以在具体的方案确定中，大电流、功耗，以及精度、误差等都是我们所必须要考虑和克服的。

图2 方案二方框图
2.4 总体方案设计
方案一的数控直流电流源设计比较简单，对于电流的变化是采用相比而言使用可编程芯片，如CPLD 或FPGA 等和DAC 控制，采用LED 数码管进行实时显示，操作也比较方便。

方案二的数控直流电源设计采用单片机作为核心控制，基本原理简单，实现比较方
便，电源的电流值也可以调整到较精确的数值，同样的也是采用LCD进行显示。

此方案采用保持电阻恒定而改变输入电压的方法来改变电流的大小。

利用高精度D/A转换器在单片机程序控制下提供可变的高精度的基准电压，该基准电压经过V/I转换电路得到电流，再通过A/D转换器将输出电流反馈至单片机进行比较，调整D/A的输入电压，从而达到数控的目的。

该方案的难点在于稳定恒流源的设计和高精度电流检测电路的设计。

特点是可精确的控制电流的步进量，负载变化对电流输出的影响较小。

根据题目要求以及设计思路，比较之后，基于以上优点以及对于单片机的成熟应用，因此我决定用单片机来作为控制器，我所采用的是第二种方案。

3 硬件系统的设计
3.1 硬件系统的模块
3.1.1 单片机最小系统
（1）时钟电路
单片机必须在时钟的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路，只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元，决定单片机的工作速度。

一般选用石英晶体振荡器。

此电路在加电大约延迟10ms后振荡器起振,在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号,其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。

电路中石英晶体振荡器的频率为12MHz，两个电容C1、C2的作用有两个:一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调。

C1、C2的典型值为33PF。

单片机的时钟电路如图3所示。

图3 单片机的时钟电路图
（2）复位电路
单片机的第9脚RST为硬件复位端,只要将该端持续4个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态。

复位电路用于产生复位信号，通过RST引脚送入单片机，进行复位。

因为AT89S52单片机的复位是靠外部电路实现的。

复位电路的好坏直接影响单片机系统工作的可靠性，因此，要重视复位电路的设计和研究。

只要RST端保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效地复位。

AT89S52单片机通常采用上电自动复位、按键复位、以及上电加按键复位等，我们采用的是上电加按键复位方式，这样做的优点是上电后可以直接进入复位状态，当程序出现错误时，可以随时使电路复位。

则复位电路图如图4所示。

图4 单片机复位电路图
（3） AT89S52单片机
AT89S52是一种带8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM —Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

AT89S52单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

此单片机共有4个8位的并行双向I/O 口，分别记作P0、P1、P2、P3，这4个口除可按字节寻址以外，还可按位寻址。

P0口地址为80H,位地址为80H~87H 。

各位口线具有完全相同但又相互独立的逻辑电路。

P1口地址为90H,位地址为90H~97H 。

P1口只能作为通用数据I/O 口使用，所以在电路结构上与P0口有些不同。

P2口地址为A0H,位地址为A0H~A7H 。

P2口既可以作为系统高位地址线使用，也可以为通用I/O 口使用，所以P2口电路逻辑与P0口类似。

P3口地址为B0H,位地址为B0H~B7H 。

虽然P3口可以作为通用I/O 口使用，但在实际应用中它的第二功能信号更为重要。

P3口的第二功能如表1所示。

AT89S52单片机还有一个地址锁存控制信号ALE ，外部程序存储器读选通信号PSEN ,访问程序存储器控制信号EA ,复位信号RST ，地线SS V 和+5V 的电源CC V 。

单片机最小系统图如图5所示。

表1 P3口线第二功能
口线第二功能信号第二功能信号名称
P3.0 RXD 串行数据接收
P3.1 TXD 串行数据发送
P3.2 INT0 外部中断0申请
P3.3 INT1 外部中断1申请
P3.4 T0 定时器/计数器0计数输入
P3.5 T1 定时器/计数器1计数输入
P3.6 WR外部RAM写选通
P3.7 RD外部RAM读选通
图5 单片机最小系统图
3.1.2 自制电源模块
本系统需要多个电源，单片机使用+5V稳压电源，A/D转换器，D/A转换器，运放等需要V
稳压电源。

电源虽简单，但在高精度的系统中，稳压电源有着非常重要的
15
作用。

在进行研究后得出以下方案。

如图6所示，本电源先通过变压器电压变换隔离，桥式全波整流，电容滤波，再通过三端固定输出集成稳压器产生稳定电压+15V，-15V，+5V，稳压器内部电路由恒流源，基准电压，取样电阻，比较放大，调整管，保护电路，温度补偿电路等组成。

为了改善纹波特性，在输入端加接电容。

为了改善负载的瞬态响应，在输出端加接电容。

采用三端集成稳压器7805、7815、7915分别得到+5V和±15V的稳定电压，再外对OP07加大功率场效应管构成扩流电路,可以提供2000mA的上限电流。

利用该方法实现的电源
电路简单，工作稳定可靠。

稳压电源在实物上设计上是必不可少的部分，但在运用Proteus 仿真时为了简化电路，此模块用软件自带的励磁电压代替。

图6 稳压电源电路图
3.1.3 显示模块
方案一：使用LED数码管显示。

数码管采用BCD编码显示数字，对外界环境要求低，易于维护。

但根据题目要求，如果需要同时显示给定值和测量值，以及其他输出特性值，需显示的内容较多，要使用多个数码管动态显示，使电路变得复杂，加大了编程工作量。

方案二：使用LCD液晶显示。

LCD具有轻薄短小，可视面积大，方便的显示数字，分辨率高，抗干扰能力强，功耗小，且设计简单等特点。

LM016L液晶模块采用HD44780控制器，hd44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，LM016L与单片机MCU通讯可采用8位或4位并行传输两种方式，hd44780控制器由两个8位寄存器，指令寄存器（IR）和数据寄存器（DR）忙标志（BF），显示数RAM（DDRAM），字符发生器ROMA（CGOROM）字符发生器RAM（CGRAM），地址计数器RAM(AC)。

IR用于寄存指令码，只能写入不能读出，DR用于寄存数据，数据由内部操作自动写入DDRAM和CGRAM,或者暂存从DDRAM 和CGRAM读出的数据，BF为1时，液晶模块处于内部模式，不响应外部操作指令和接受数据，DDTAM用来存储显示的字符，能存储80个字符码，CGROM由8位字符码生成5*7点阵字符160中和5*10点阵字符32种.8位字符编码和字符的对应关系，CGRAM是为用户编写特殊字符留用的，它的容量仅64字节，可以自定义8个5*7点阵字符或者4个5*10点阵字符，AC可以存储DDRAM和CGRAM的地址，如果地址码随指令写入IR，则IR自动把地址码装入AC，同时选择DDRAM或CGRAM，LM016L 液晶模块的引脚功能如下表2所示。

表2 LM016L引脚功能
引脚符号功能说明
1 VSS 一般接地
2 VDD 接电源（+5V）
3
V0 液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位
器调整对比度）。

4 RS RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令
寄存器。

5 R/W R/W为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。

6 E E(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。

7 DB0 底4位三态、双向数据总线0位（最低位）
8 DB1 底4位三态、双向数据总线1位
9 DB2 底4位三态、双向数据总线2位
10 DB3 底4位三态、双向数据总线3位
11 DB4 高4位三态、双向数据总线4位
12 DB5 高4位三态、双向数据总线5位
13 DB6 高4位三态、双向数据总线6位
14 DB7 高4位三态、双向数据总线7位（最高位）（也是busy flang）
15 BLA 背光电源正极
16 BLK 背光电源负极
综上所述，选择方案二。

采用LM016L液晶显示模块同时显示电流给定值和实测值以及负载内阻。

连接电路图如图7所示。

图7 LM016L与单片机的接线图
3.1.4 键盘模块
方案一：采用独立式按键电路，每个按键单独占有一根I/O接口线,每个I/O口的工作状态互不影响，此类键盘采用端口直接扫描方式。

缺点为当按键较多时占用单片机的I/O口数目较多。

方案二：采用标准4×4键盘，此类键盘采用矩阵式行列扫描方式，优点是当按键较多时可降低占用单片机的I/O口数目，而且可以做到直接输入电流值而不必步进。

题目要求可进行电流给定值的设置和步进调整，需要的按键比较多。

综合考虑两种方案及题目要求，采用方案二，使用标准的4x4键盘，可以实现0～9数字输入、“+”、“-”、“OK”、“SET”、“DEL”、“RESET/ON”这些功能按键。

其电路图如图8所示。

图8 键盘与单片机的接线图
3.1.5 电流源模块
方案一：采用集成稳压器运放构成的线性恒流源。

如图9所示。

D/A输出电压作为恒流源的参考电压，运算放大器U1与晶体管Q1,Q2组成的达林顿电路构成电压跟随器。

利用晶体管平坦的输出特性即可得到恒流输出。

由于跟随器是一种深度的电压负担亏电路，因此电流源具有较好的稳定性。

本电流源的稳定度优于0.5%。

为了提高稳定度，Rs采用大线径康铜丝制作，康铜丝温度系数很小，大线径可以使其温度影响减至最小。

U1采用精密运算放大器OP37A，该放大器有调节零点漂移的功能，Q1采用9014大倍数大约为400.Q2采用低频功率管3DD15，他的放大倍数为10~20倍，漏电流很小。

Q1的加入是为了增加复合管的放大倍数。

图9 稳压器运放线性恒流源模块电路图
方案二：采用运放和场效应管的压控恒流源。

电路原理图如图10所示。

该恒流源电路由运算放大器、大功率场效应管Q1、采样电阻R2、负载电阻RL等组成硬件设计。

采用场效应管，更易于实现电压线性控制电流，既能满足输出电流最大达到2A的要求，电路简洁也能较好地实现电压近似线性地控制电流。

此电路中，为了满足题目的设计要求，调整管采用大功率场效应管IRF640。

当场效应管工作于饱和区时，漏电流Id近似为电压Ugs控制的电流。

即当Ud为常数时，满足：Id=f（Ugs），只要Ugs不变，Id就不变。

在此电路中，R2为取样电阻，采用康铜丝绕制（阻值随温度的变化较小）阻值为1Ω。

运放OP07作为电压跟随器，Uin=Up=Un，场效应管Id=Is(栅极电流相对很小，可忽略不计) 所以Iout=Is= Un/R2= Uin/R2。

正因为Iout=Uin/R2，电路输入电压UI控制电流Iout，即Iout不随RL的变化而变化，从而实现压控恒流。

图10 压控恒流源模块电路图
综上所述，进行综合比较，方案二电路较简单，稳定性较高，故采用方案二，使用高精度运放和大功率场效应管等构成一个恒流源电路。

3.1.6 负载模块
根据题目要求，设计了如图11所示的电路图。

电路综合各方面的考虑因素在里面，由于TLC2543所测电压值在5V内，而负载一端接15V电压源另一端接功率管，因此采用差分增益电路采样负载电压，当Rb/Rc=Rd/Ra时，OP07输出电压
ADin=Rb/Rc(Va-Vb)，硬件设置Rb/Rc=1/4,软件还原负载电压，保证测量精度。

而采样精密电阻R1为1Ω，通过采样R1两端电压值换算成电流值即可得到输出电流。