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STM32采集0-20mA电流信号

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简介：
本项目介绍如何使用STM32微控制器精确采集0-20mA电流信号，并展示相关硬件电路设计及软件编程技巧。 在项目开发过程中，经常会遇到输出信号为0-20mA或4-20mA的工业传感器，例如压力变送器。使用这类传感器通常需要利用单片机的ADC采集功能，并通过欧姆定律计算出电流值：将采集到的电压值与采样电阻阻值相除得出电流大小。 主控采用STM32G030F6P6芯片，在设计中，我们测试了两种不同的电路来实现信号采集。这两种方法的具体内容已经经过分析和验证。

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  • STM32采集0-20mA电流信号
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    本项目介绍如何使用STM32微控制器精确采集0-20mA电流信号，并展示相关硬件电路设计及软件编程技巧。 在项目开发过程中，经常会遇到输出信号为0-20mA或4-20mA的工业传感器，例如压力变送器。使用这类传感器通常需要利用单片机的ADC采集功能，并通过欧姆定律计算出电流值：将采集到的电压值与采样电阻阻值相除得出电流大小。 主控采用STM32G030F6P6芯片，在设计中，我们测试了两种不同的电路来实现信号采集。这两种方法的具体内容已经经过分析和验证。
     
  • 0-5V/0-10V/0-20mA/4-20mA采集及0-20mA/4-20mA信号隔离输出电路设计-电路方案
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    本项目专注于多种模拟信号（包括电压和电流类型）的采集与处理，提供详细的0-5V、0-10V、0-20mA以及4-20mA信号的隔离输出电路设计方案。 采用上海客益电子有限公司的APC&PAC芯片可以实现0-5V/0-10V/0-20mA/4-20mA信号向0-20mA/4-20mA转换，内置隔离电源，隔离度达到1500VDC。具体原理是利用GP9303-F1K-N-SW芯片来采集和处理0-5V、0-20mA以及4-20mA的信号；使用GP9301BXI-F1K-N-SW芯片对0-10V信号进行采集。这些信号随后被转换成PWM信号，通过光耦实现隔离，并在后级利用GP8102-F50-NHF-SW芯片将PWM信号还原为所需的电流输出（即0-20mA或4-20mA）。该方案中包含了一个开环反激的隔离变压器设计。
     
  • 0-5V/0-10V/0-20mA/4-20mA信号采集与电容隔离 输出0-5V/0-10V隔离信号-电路设计方案
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    本方案设计用于采集0-5V、0-10V及0-20mA、4-20mA信号，并通过电容隔离技术输出安全的0-5V或0-10V信号，确保信号传输的安全性和稳定性。 上海客益电子有限公司的APC&PAC芯片能够实现0-5V、0-10V以及0-20mA/4-20mA信号到0-5V或0-10V之间的转换，内置隔离电源且隔离度达到1500VDC。该技术采用电容隔离方法来确保信号的准确传输。 具体而言，使用APC（GP9303M-F1K-N-SW）芯片进行对0-5V和0-20mA/4-20mA范围内的信号采集；而利用APC（GP9301BXIM-F1K-N-SW）芯片来处理0-10V的信号。在内部，这些信号被高频调制并通过电容隔离技术传输至解调阶段，其中通过使用GP8101M-F50-N-SW芯片进行解码，并根据占空比还原出所需的输出电压。 整个电路设计中加入了一级电压跟随器以增强其抗干扰性能。相较于光耦隔离方式，采用Y电容的电容隔离技术能够提供更高的耐压等级和更精确无失真的信号传输能力，同时还能降低系统成本并突破传统光耦在物理层面的一些限制。 此外，方案还包含了一个开环反激式变压器设计用于实现电力供应功能。GP6300芯片可为该电路提供1W至2W的电源输出功率以支持整个系统的正常运作。
     
  • 将4-20mA电流信号转换为0-5V或0-10V电压信号
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    本产品是一款高精度的4-20mA转0-5V/0-10V信号转换器，适用于工业自动化领域中各种传感器、变送器与数据采集设备间的接口匹配。 4-20mA电流信号可以转换为0-5V或0-10V电压信号。
     
  • 4-20mA电流信号采集电路原理图+PCB+代码
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    本资源提供详细的4-20mA电流信号采集电路设计，包括原理图、PCB布局及配套程序代码，适用于工业自动化测量系统开发。 电流信号采集电路采用4-20mA标准，主控芯片为STM32F103，并通过RS485进行数据输出。提供原理图及PCB源文件（使用AD设计），包含ADC采样代码、RS485通信代码等，并具备隔离功能。此外，精通各种运放的使用，支持其他类型的采集电路和基于STM32主控芯片的设计定制服务。
     
  • 电压和电流采集（0-5V，0-10V，0-20mA，4-20mA）及电容隔离输出（0-5V，0-10V）的原理图与PCB设计
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    本项目专注于设计用于电压和电流采集及其电容隔离输出的电路板。涵盖信号范围包括0-5V、0-10V、0-20mA及4-20mA，并详细介绍其原理图及PCB布局。 本设计采用APC GP9303M-F1K-N-SW芯片来采集0-5V/0-20mA/4-20mA信号，并使用APC GP9301BXIM-F1K-N-SW芯片来收集0-10V信号。接下来，这些信号在芯片内部进行高频调制，经过电容隔离后传输至GP8101M-F50-N-SW芯片解调。最后通过分析占空比将信号还原为0-5V/0-10V形式。
     
  • 4-20mA信号采集系统
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    4-20mA信号采集系统是一种用于工业自动化领域的数据收集工具，它能够精确地捕捉并传输模拟传感器发出的标准电流信号，确保生产过程中的参数监控和设备管理更加高效可靠。 4-20mA电路是一种常用的工业信号传输方式，用于远程数据传输、传感器测量及控制系统之间通信。本段落将介绍一些较老的4-20mA电流采集电路的设计原理和技术细节，以帮助学习者更好地理解和掌握这类电路的工作机制和应用技巧。
     
  • TM7705电压与电流信号ADC采集设计（4-20mA/0-5V），含硬件及源码的电路方案
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    本设计提供了一种用于采集4-20mA和0-5V信号的高效ADC解决方案，包含详尽的硬件配置与代码资源。 本设计是基于16位ADC芯片TM7705的电压和电流信号采集电路的设计，并附带原理图、PCB布局及物料清单（BOM）以及演示代码等资料。 该设计方案中，TM7705应用于低频测量中的2/3通道模拟前端。此器件能够直接接收来自传感器的低电平输入信号并生成串行数字输出。设计采用AD623仪表运算放大器和STC15W408AS单片机作为核心元件，支持输入电压范围为0-2.5V以及电流范围为4-20mA。 TM7705的主要特点包括： - 两个全差分输入通道的ADC - 16位无丢失代码精度 - 非线性误差仅为0.003% - 可编程增益前端，增益范围从1到128 - 支持三线串行接口通信方式 - 具备模拟输入缓冲能力 工作电压支持： - 电源电压：2.7至5.25V（分为两个区间） 功耗方面，在3V供电时最大功率仅为1mW，等待模式下的电流消耗不超过8μA。 封装形式包括但不限于以下几种类型： - DIP - SOIC(宽体) - TSSOP - SOP - SSOP
     
  • 4-20mA电流转0-5V电压
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    本模块用于将标准工业4-20mA电流信号转换为0-5V电压信号，适用于过程控制、数据采集及测量系统中的信号接口转换。 单芯片、单电源设计，能够直接将4-20mA电流转换为轨到轨的0-5V电压输出。
     
  • 4-20mA XTR111正式版_PCB STM32电流信号转换_XTR111_XTR111STM32_4-20MA_STM32P
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    本项目为基于STM32微控制器与XTR111芯片的4-20mA电流信号转换单元，适用于工业自动化控制系统中的数据采集和传输。 标题：4-20mA XTR111正式版_PCBSTM32电流信号频率_XTR111_xtr111stm32_4-20MA_stm32p 该设计基于STM32微控制器，使用XTR111集成电路生成4-20mA的电流信号，并采集频率信号。此技术适用于工业自动化、过程控制或传感器数据传输等领域。 描述：一块由STM32驱动的印刷电路板（PCB），能够输出4-20mA模拟电流信号并采集频率信号，特别适合远程监测和控制系统，在通信距离远、干扰强或者需要精确测量的情况下尤为有用。 STMicroelectronics推出的STM32系列微控制器基于ARM Cortex-M内核，以其高性能、低功耗及丰富的外设接口等特点在嵌入式领域广泛应用。 XTR111集成电路集成了精密运算放大器和电压电流转换器，专为生成4-20mA工业标准电流信号设计。它能将STM32的数字信号转化为模拟的4-20mA电流输出，使系统可以与传统工业仪表和控制系统无缝对接。 4-20mA电流环路是一种稳定的抗干扰强的标准信号传输方式，在此系统中用于表示不同的物理量如压力、温度等，其中20mA代表最大值，4mA为最小值，中间的数值线性对应实际测量结果。 此外，STM32内部高速ADC可以捕捉外部输入频率信号并转化为数字值供处理器处理。通过配置中断或DMA进行实时采样确保高精度和快速响应。 在PCB设计中，合理布局电源、地线、信号线，并考虑EMC（电磁兼容性）及热设计对于系统稳定性和可靠性至关重要。同时选择合适的电容、电阻和滤波器元件可以降低噪声并优化信号质量。 综上所述，该设计方案涵盖了STM32硬件设计、模拟输出信号处理以及频率采集技术的应用实例，需要熟悉微控制器编程、模拟电路设计、工业通信协议及PCB布局规则以实现此系统。