步驟1：您將需要。..

帶有少量跳線的面包板

一組標(biāo)準(zhǔn)電阻器值（我使用了模擬零件套件）

電阻器顏色指南或應(yīng)用程序（我使用了Digilent創(chuàng)建的該應(yīng)用，但是有很多可用的

二極管，用于開關(guān)或整流（也在Analog Parts套件中）

偏置電壓源（例如AA電池）

臺式電源和數(shù)字萬用表（用于測試）

第2步：確定輸入和輸出電壓

在進(jìn)行任何數(shù)字運(yùn)算以選擇分壓器的電阻值之前，我們需要確定約束。顯然，我們受到模擬輸入引腳的最大電壓的約束，但是我們還希望二極管在達(dá)到該閾值之前變得正向偏置。這意味著我們需要有一個二極管連接的電壓電平，以使其能夠正向偏置到或低于我們想要保護(hù)引腳的電壓電平。包括的電路圖說明了我們所需的設(shè)置。

現(xiàn)在，我們需要為二極管提供這一特定電壓電平。二極管是非線性元件，因此跨輸入的電壓降會在一定范圍的輸入范圍內(nèi)略有變化，但是一般的假設(shè)是跨它的電壓降為0.7V。這意味著無論我們選擇哪個電壓+ 0.7V都是正向偏置二極管所需的電壓，從而可以保護(hù)我們的模擬輸入引腳。

取決于可用的電壓，您的電壓可能會與我的略有不同。我使用了一塊AA電池作為高端，其測量值為1.6V，這將導(dǎo)致在輸入引腳上看到約2.3V的輸入電壓，以使二極管處于活動狀態(tài)。這是一個非常好的最大值，因?yàn)樗h(yuǎn)低于uC32模擬輸入引腳的3.3V輸入最大值。我要降低到此水平的輸入電壓約為12V，可以從一臺小型直流電動機(jī)上讀出。

步驟3：確定分壓器的電阻值

**快速說明，修改這些電壓所采取的步驟對于各種目標(biāo)都是一致的。我們在此處使用的值是由我們的約束條件決定的，這些約束條件是使用AA電池作為二極管的偏置電壓源，以及我們要測量的已知電壓。如果您有專用的電源，則可以根據(jù)需要更改偏置電壓，以便在模擬引腳上獲得不同的電壓讀數(shù)（如步驟2中的圖所示）

一個已知的目標(biāo)測量值（我們在上一步中確定的?2.3V）和我們的12V輸入值，我們可以做一些數(shù)學(xué)運(yùn)算來確定滿足在這些電壓下工作的電路所需的電阻值。我設(shè)計該電路的總電阻約為1 M 1（類似于典型的萬用表的阻抗）。

上圖中的藍(lán)色框列出了我們的已知值，從中我們可以使用綠色框中的方程式來計算所需的電阻值。 R1和R2的值將根據(jù)您的輸入電壓和測量的電壓值而有所不同，但是很有可能它們與標(biāo)準(zhǔn)電阻器的值有很大不同，因此您需要使用值的組合來接近該值。 （我建議盡量不要對R1或R2使用四個以上的電阻，因?yàn)榻⒕_的計算值并不重要）。

確定要使用的電阻后，測量其電阻盡可能精確地確定價值。此步驟很重要，因?yàn)槟鷮⑿枰@些數(shù)字來計算實(shí)際要測量的電壓。

步驟4：構(gòu)建和測試電路

在上面的白板圖像中，我包括了經(jīng)過測量的電阻值（至四個有效數(shù)字），這些電阻值將滿足使用上一步中的公式計算出的R1和R2的值。同樣，這里要對電阻器本身進(jìn)行一定程度的測量是很重要的，而不僅僅是使它們與您為這些值計算出的值完全匹配。

現(xiàn)在，將電阻器串聯(lián)您可以測試電路的工作情況是否接近您的期望。使用電源提供電壓，您可以使用數(shù)字萬用表測量等效R1和R2電阻之間的電壓。這將是模擬引腳看到的電壓。

上面的面包板圖片中指出了一些連接。綠色方框代表輸入的輸入電壓（12V），藍(lán)色方框代表我們的微控制器將讀取的導(dǎo)線（橙色線連接到模擬引腳，黑色線連接到公共接地），橙色框在+和

第5步：測量

上面的圖片提供了鏡頭在不同條件下工作的電路前兩個包括在電路中在正常12V操作和17.8V下實(shí)現(xiàn)的二極管鉗位（模擬電壓的潛在尖峰）。最下面的兩個是輸入電壓相同（ish）的圖片，而電路中未連接二極管部分。

雖然我們清楚地讀取的電壓低于我們預(yù)期的2.3V的電壓，但這仍然說明二極管起到了并聯(lián)的作用（看到該范圍保持在12V至17.8V之間）。這允許多余的電流通過它，而不是在測量點(diǎn)積聚并導(dǎo)致該點(diǎn)電壓升高。

前兩幅圖像中?1.9V的讀數(shù)可能是多種因素的乘積，但是這表明，我們感興趣的電壓在二極管兩端的壓降低于我們假定的0.7V 。造成這種情況的確切原因不在本Instructable的范圍之內(nèi)，但是我們可以對補(bǔ)償因子進(jìn)行假設(shè)，以便獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果（假設(shè)我們的預(yù)期?2.3V與12V輸入成正比）。

步驟6：補(bǔ)償因子

由于該電路中的電流已經(jīng)非常低（以微安為單位），因此二極管將消耗大量電流。一旦電流變?yōu)樯踔谅晕⑾蚯捌钡陌俜直?。這將導(dǎo)致電壓測量值的下降與二極管兩端的壓降成正比。為了使我們的測量在目標(biāo)電壓范圍內(nèi)更加準(zhǔn)確，我們可以測量連接二極管和不連接二極管時的輸出電壓。取這兩者的差給我們這個因素，盡管它并不精確，但它使我們可以將誤差最小化。

對于上一步中圖像中可用的測量，我得到的補(bǔ)償因子為0.21 V，它將與從模擬引腳讀取的電壓相加。

步驟7：結(jié)果

如果您有足夠的信號源（或您可以查看上面的圖片以確認(rèn)概念）。從圖中的儀表可以看出，即使在電路上施加30V的電壓，輸出電壓也可以很好地保持在?2V的水平（大約為35μA的電流）。白板上包含的方程式為我們提供了一種基于電阻值，補(bǔ)償系數(shù)和測得的電壓來計算輸入電壓的方法。僅當(dāng)我們的輸入電壓實(shí)際為12V或更低時，這才真正能夠可靠地提供結(jié)果，但是這很重要，因?yàn)槲覀兿Ｍ?a href="http://m.makelele.cn/tags/保護(hù)電路/" target="_blank">保護(hù)電路板免受潛在的電壓尖峰的影響。

插入被測電壓從第5步的右上圖，我們的補(bǔ)償因子和電阻值到上面的方程式中，我得到的計算輸入電壓約為11.823V（誤差約為-1.47％），非常好！如前所述，這將不是最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但是您現(xiàn)在可以進(jìn)行測量并在微控制器上對其執(zhí)行各種操作！