前言
想要制作一个USB测功率的仪器，首先，需要了解需要什么传感器，然后根据自身的需求，来判断是否需要制作PCB板，在网络上寻求相关资料，以达到最终实现的目的，本次项目的难点主要为PCB的设计和代码的编写，需要了解相关知识，才能顺利的制作出USB测功率仪器。
在这里我们MCU使用的是stm32g030f6p6，该芯片只能使用HAL库，不能使用标准库，所以可以直接上STM32CubeIDE来生成接口代码就行。
硬件
输出电流/电压/功率监控器
想要制作一个测功率相关的仪器，必须有一个芯片（传感器），能够让我们的MCU读取这个传感器的内容，那么现在我们就需要介绍一下这个传感器：INA220。
我们逐一对它的引脚作用进行解析：
1.地址可以通过A1、A0进行配置：
INA220 的 I2C 地址是 7 位格式。
地址的高 5 位是固定的：1000 0。
地址的低 2 位由引脚 A0 和 A1 的连接决定，这些引脚可以通过硬件连接到 GND 或 VCC 来配置。
我呢，就将A0和A1接地啦，节省一两个引脚，所以我的INA220的地址就是： 1000 000。
2.NC是一个空内部，无需连接外部器件。
3.SDA、SCL是I2C的通信引脚，需要接入到STM32的GPIO口上，但要注意别忘了加上拉电阻。
4.Vs是INA220的供电引脚，INA220可以由3V~5.5V的电源进行供电。
5.GND是接地的引脚。
6.VBUS是接入需要测量的电压的总线上。
7.IN+ 和 IN- 是 INA220 的差分输入引脚，用来连接电流检测电阻（即分流电阻，通常称为 Shunt Resistor）的两端。
IN-:负差分分流电压。连接到分流电阻器的负侧。
IN+:正差分分流电压。连接到分流电阻器的正侧。
INA220 通过测量 IN+ 和 IN- 之间的电压差（即分流电阻上的电压降）来计算电流。
电流公式：
I = V_shunt / R_shunt
其中：
I 是经过分流电阻的电流。
V_shunt 是 IN+ 和 IN- 之间的电压差。
R_shunt 是分流电阻的阻值，这里我的电阻的阻值是5mΩ。
有了这些信息，我们就可以进行代码的编写了，INA220 的总线电压（Bus Voltage）寄存器，是存储着总线电压的毫伏值，我们可以进行读取计算：
读取总线电压
u16 INA220_GetVoltage(void)
{
u16 temp=0;
u8 buffer[2] = {0,0};
HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1,INA220_ADDR,BV_REG,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&buffer[0],2,100);
temp = buffer[0]<<8|buffer[1];//读取到的两个8位二进制数合成一个16位二进制数
temp >>= 3; //右移三位对齐数据
temp *= 4; //计算出毫伏电压
return temp;
}读取 INA220 的总线电压（Bus Voltage）寄存器是16位，所以temp的类型是u16.
总线电压寄存器的最低 3 位（D2-D0）未使用，为 0，所以temp要右移 3 位，将有效数据对齐，使得 temp 的最低位对齐。
总线电压寄存器的每位表示 4 mV，所以temp需要乘以4。
通过上述函数，我们可以计算出总线电压的毫伏值。
电路保护二极管
ESD二极管（Electrostatic Discharge Diode），也称为静电保护二极管，其主要作用是：
保护电路免受静电放电（ESD）的损害。在USB接口的热插拔过程中，容易产生高电压的静电放电，这可能会损坏敏感的电子元器件，尤其是USB数据线（D+、D-）和串口芯片（如CH340K）的输入/输出引脚。
吸收并泄放ESD电流。当电路受到ESD冲击时，ESD二极管能够迅速导通，将过电压和过电流引导至地（GND），从而保护后级电路。
QC诱骗
USB功率测试还有一个绕不开的话题，那就是QC诱骗，什么是QC诱骗？
QC诱骗，即Quick Charge（快速充电）协议诱骗，是指利用特定的电路或代码模拟设备与充电器之间的通信，使充电器输出高于标准USB电压（5V）的电压，如9V、12V等。其原理是通过在USB接口的D+和D-数据线上施加特定的电压水平，诱导支持QC协议的充电器调整输出电压。
在制作USB功率测试器或其他需要模拟QC协议的设备时，通过诱骗充电器输出不同的电压，测试设备在不同电压下的性能。
利用STM32的GPIO引脚，设置特定的电压水平，实现与QC2.0和QC3.0协议兼容的通信，控制充电器输出电压。
工作原理：
QC2.0：通过特定的电压组合，一次性请求充电器输出指定的电压。
QC3.0：通过在D+或D-线上发送脉冲，逐步增加或减少输出电压。