一、任务介绍

本项目完成基于ADS1115的高精度直流电压采集模块设计，利用电阻分压电路将待测电压降压，由芯片完成模数转换输出采样数据。模块可配合单片机实现电压监测，适用于蓄电池巡检、小型电源参数测量等场景。

二、设计方案

整体电路分为四大支路：待测电压输入支路、电阻分压支路、电源滤波支路、通讯支路。外部12V从J1接入，经10KΩ与2KΩ电阻5:1分压后送入ADS1115采样引脚；J2外接3.3V为芯片供电，搭配0.1μF、10μF电容组成电源滤波；芯片SDA、SCL引脚引至J2，实现和主控的数据交互，全部电路共地。

三、模块器件介绍

核心器件选用的ADS1115，16位低功耗四通道ADC，2.0~5.5V宽电压供电，I2C通信，采样精度高、外围电路精简，广泛用于传感器信号采集、低压检测。外围采用分压电阻与滤波电容，电阻实现量程压缩，电容滤除电源杂波干扰。

ADS1115芯片DigiKey链接：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/texas-instruments/ADS1115IDGSR/2231567

四、原理图与PCB设计

原理图上完成电源、采样、通讯线路连接，电容就近并联在电源引脚。PCB布局遵循就近布线原则，电压输入座J1置于左侧，分压电阻在芯片下方，滤波电容紧贴芯片电源引脚，I2C接口J2放在最右端。布线区分线宽，电源线0.8mm，信号线0.3mm；顶层整板GND铺铜，提升电路抗干扰性能。设计中对照规则做DRC校验，处理接地焊盘连接报错与丝印警告。

原理图

PCB

3D效果图

五、性能与引脚定义

模块采用3.3V供电，被测电压输入范围0~12V，芯片实际采样电压0~2V，16位采样保证高精度。J1：1脚待测电压正极、2脚GND；J2从左至右：GND、3V3、SDA、SCL。

六、心得体会

通过本次设计，我掌握了采集电路原理与PCB设计流程。原理图阶段明白了去耦电容、分压电阻在电路中的关键作用；PCB设计学会区分电源与信号线布线规范，铺铜调试时多次遇到接地热焊盘报错，逐步掌握补线、优化铺铜的解决办法，分清致命错误和可忽略警告。