实战电路！单片机通过RS485实现数字量-模拟量转换

在工业控制现场，经常会遇到单片机主控板来控制设备的开度大小（如蒸汽调节阀等），而蒸汽调节阀等设备，通常是通过模拟量如4-20mA或0-5V/10V来调节的。

调节命令一般是通过上位机或现场触摸屏下发给主控板，再由主控板发给设备的，这就涉及到数字量转换成模拟量的过程，主控板收到命令后通过D/A转换芯片及外围电路转换成4-20mA或0-5V/10V来调节设备。

D/A转换芯片后面的电路如下图：

上图中左侧是转换成4-20mA，右侧是转换成0-5V或0-10V，U2可以采用LM358或LM324等。

先讲左侧的4-20mA电路，D/A转换芯片输出给U2的IN0-5V可以是0-5V也可以是0-2.5V，这和D/A转换芯片的设置、供电电压以及给定的参考电压有关，如果D/A转换芯片供电3.3V，那么输出给U2的电压不可能高过3.3V。

IN0-5V是0-5V时，R6选250欧，是0-2.5V时，R6选125欧，R6要选精密电阻，至少是0.1%精度、25PPM以下。

Q1我用的是9014三极管，U2和Q1的电压VCC-24要高于12V，比如15、18、24V；我测试的结果是12V供电OUT两端的4-20mA输出有些误差。

再讲右侧的0-5V/10V电路，如果R7电阻端输入的是0-5V，R8取值20K，则电压输出为0-10V，即把输入电压放大2倍。

如果R7电阻端输入的是0-2.5V，要想电压输出为0-10V，则R8取值应为40K。

因为做工业控制工程经常要控制模拟量输入的设备，所以我把这部分功能提取出来，单独做了一个模块，由单片机通过RS485接收上位机命令，把数字量通过D/A芯片和上面的电路，转换成设备需要的模拟量来控制设备。

我使用的单片机是PIC16F1824，D/A芯片是MCP4921，从2019年就开始在控制工程里使用这个模块，一直都很稳定。

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