使用STM32和AD5420输出4-20mA的电路和程序

本文介绍了如何使用STM32F103C8T6和AD5420芯片设计4-20mA输出的电路,并详细说明了将官方4-20mA示例程序改编为0-24mA输出的过程。通过Fluke 15B万用表测试,得到的误差在0.3%,符合预期。

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最近在做一个4-20mA输出的项目,遇到一些问题,但是还好顺利解决,使用STM32F103C8T6和AD5420,下面是电路图:

 

AD5420电路参考datasheet和CN0270,www.analog.com/CN0270.

通讯使用的是官方示例程序移植,官方为4-20mA,我这项目为了有其他模式所以改为0-24mA输出。

程序如下:

头文件如下:
#ifndef __AD5420_IO_H
#define __AD5420_IO_H

//#include "include.h"
//#include "sys.h"
/*----------------------------------------------------------------------
  File Name          : AD5420_IO.h 
  Author             : Neil Zhao - CAST
  Version            : V1.0
  Date               : 1/8/2009
  Description        : AD5420 Driver Declaration

  The AD5410/AD5420 are low-cost, precision, fully integrated
  12/16-bit converter offering a programmable current source
  output designed to meet the requirements of industrial process
  control applications.

  China Applications Support Team.
  china.support@analog.com

----------------------------------------------------------------------

  The present firmware which is for guidance only aims at providing
  customers with coding information regarding their products in order
  for them to save time.  As a result, Analog Devices shall not be
  held liable for any direct, indirect or consequential damages with
  respect to any claims arising from the content of such firmware and/or
 
STM32F303系列微控制器上的SPI4可以用来驱动AD5420这种模拟电流输出芯片。以下是基本步骤一些关键代码配置: 1. **初始化SPI模块**: 首先,你需要在`STM32F3xx_HAL_Hal Spi HAL_Init(SPI_HandleTypeDef *hsSpi)`函数中初始化SPI4。设置相应的参数,比如时钟频率、模式、数据位数等。例如: ```c SPI_HandleTypeDef hspi; SPI_InitTypeDef SpiInitStruct; hspi.Instance = SPI4; // 初始化结构体配置 SpiInitStruct.Mode = SPI_MODE_MASTER; // 设置为主模式 SpiInitStruct.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES; // 单工通信 SpiInitStruct.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT; // 数据大小为8位 SpiInitStruct.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; // 脉冲上升沿有效 SpiInitStruct.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE; // 脉冲在前沿发送 SpiInitStruct.CRCPolynomial = 7; // CRC校验多项式 if (HAL_SPI_Init(&hspi) != HAL_OK) { // 处理初始化错误 } ``` 2. **设置AD5420的命令字**: AD5420通常需要特定的命令字来配置其输出范围。这涉及到写入寄存器。假设要设置输出4-20mA,你可能需要发送一个包含设定值的命令。 ```c uint8_t cmd[4] = {0x80, 0x02, 0x00, 0x80}; // 示例命令字,实际需参照AD5420的数据手册 HAL_GPIO_WritePin(hspi.GPIO_Pin, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET); // 发送数据前拉高SS(片选)信号 HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi, cmd, cmd, sizeof(cmd), NULL, NULL, SPI_TIMEOUT); HAL_GPIO_WritePin(hspi.GPIO_Pin, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // 传输完成后释放SS ``` 3. **读取反馈并调整电流**: 如果AD5420支持反馈,你可能还需要读取返回值来确认输出是否稳定,然后根据需要调整输出。 请注意,以上代码仅为示例,实际应用中需要根据AD5420的具体规格你所使用的库文件进行修改。在处理数字I/O时,可能还要配合GPIO管理以及可能的中断机制。
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