【N32G457】基于RT-Thread和N32G457的可控电流源

最新推荐文章于 2024-12-10 18:19:19 发布

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#物联网 #嵌入式 #rtthread #操作系统

本文介绍了一种使用RT-Thread操作系统和N32G457微控制器实现的可控电流源方案，应用于工业控制领域的4-20mA电流调节。通过PWM输出和光耦隔离，实现电流的精确控制。文中详细阐述了硬件框架、软件模块，包括PWM输出、校正功能，并提供了校正参数计算方法。此外，还分享了硬件连接和控制流程，以及速度测试结果。

在这里插入图片描述本文是RT-Thread用户@wlof原创发布，是用于参加RT-Thread与国民技术联手推出N32G457 RT-Thread设计大赛，原文：https://club.rt-thread.org/ask/article/3475.html

【N32G457】基于RT-Thread和N32G457的可控电流源

1、应用背景

工业控制领域，由于传统4-20mA电流传输方案，依旧占领着统治地位，因此各种仪表上基本都会配置标准的4-20mA电流输出接口。其中，电流输出中最主要的就是恒流源制作，对于刚接触工业仪表的同志，是比较喜欢使用现成的电流输出芯片的方案，特别是国外的电流芯片。但自从“华为事件”之后，“国产替代”的任务提上日程，想用电流转换芯片的可以参考本人以前的文章。
本文后面将使用的是一种使用PWM进行电流输出的恒流源方案，它可以使用PWM实现对电流的调节，具有输出隔离、精度高等优点。

2、实现功能

2.1 使用TIM产生占空比可调的PWM，以实现4-20mA电流调节
2.2 通过控制台实现对电流的标定与校正，以准确地输出4-20mA
2.3 控制台对输出电流控制

##3、硬件框架
硬件总体框架如图1所示，PC机通过USB连接到开发板上，一方面给开发板供电，别一方面，可以直接下载和调试；开发板上，产生可调占空比的PWM波形，通过光耦将PWM信号传递给可控制恒流源的模拟信号处理单元；开发板上的3.3V为恒流源的光耦的发光二极管供电；隔离电源为恒流源的模拟部分供电，包含对4-20mA电流输出、电压基准、运放等电路的供电；4-20mA电流环输出接口接到电阻箱（大功率、高精度、低温漂的采样电阻）上，实现对电流进行采样，方便通过万用表进行电压测量。