内容概要：本文详细介绍了基于STM32F103的4-20mA隔离采集模块的设计与实现，涵盖硬件电路设计、PCB布局、ADC采样代码以及RS485通信代码。硬件方面，采用信号隔离和电源隔离确保系统的抗干扰性和可靠性，使用TI的ISO124线性光耦进行电流采样，金升阳的B0505S-1W提供电源隔离，RS485接口则由ADM2483隔离芯片负责。软件部分，利用DMA双缓冲模式提高ADC采样的实时性，并通过滑动平均滤波算法提升数据准确性。RS485通信实现了硬件自动流向控制，解决了常见的收发切换延迟问题。此外，还提供了Modbus协议的实现，支持03/04功能码读取电流值。 适用人群：从事工业自动化领域的工程师和技术人员，尤其是对嵌入式系统有一定了解的研发人员。 使用场景及目标：适用于工业现场的信号采集任务，如化工厂、生产车间等复杂电磁环境中，目标是实现高精度、高可靠性的4-20mA信号采集和远程数据传输。 其他说明：文中提到的完整工程文件已上传至GitHub，包含原理图、PCB设计文件和STM32固件源码，可供读者下载参考。调试过程中遇到了一些常见问题及其解决方案也被分享出来，帮助初学者避免类似错误。

内容概要：本文详细介绍了基于STM32F103的4-20mA隔离型采集模块的设计与实现。硬件方面，采用信号隔离和电源隔离，确保系统的抗干扰性和可靠性。具体来说，使用了Ti的ISO124线性光耦进行信号隔离，金升阳的B0505S-1W进行电源隔离，以及ADM2483隔离芯片用于RS485通信。ADC采样部分通过120Ω+100Ω可调电阻将4-20mA信号转换为0-3V电压，并利用DMA双缓冲模式提高采样效率。软件部分实现了ADC配置、DMA传输、滑动平均滤波、RS485通信和Modbus协议等功能。文中还分享了一些调试经验和常见问题解决方案，如隔离电源负载能力和PCB布局注意事项。 适用人群：具有一定嵌入式开发经验的工程师和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于工业自动化领域的4-20mA信号采集任务，旨在提供一种高效、可靠的采集方案，帮助用户理解和掌握相关技术和实现方法。 其他说明：作者提供了完整的工程文件下载链接，包括原理图、PCB和STM32固件源码，方便读者参考和实践。

在现代电子工程设计中，电流转电压模块（也称为4-20mA转0-3.3/5V/10V转换变送器）是一个非常重要的组件，其作用是将标准工业信号4-20mA电流环路转换为相应的电压信号，这些电压信号通常用于模拟传感器输出，使得数据能够被进一步处理或用于控制电路。这类模块在工业自动化、过程控制、仪器仪表等多个领域中有着广泛的应用。 在本模块的设计过程中，需要确保其能够将输入的4-20mA电流信号稳定、准确地转换为0-3.3V、0-5V或0-10V的电压信号。这一过程通常包括以下几个重要方面： 1. 精确的电流-电压转换：模块必须能够将输入的电流信号线性转换为对应比例的电压信号，保证转换过程中的高精度和低漂移。 2. 防护措施：由于工业现场可能存在电磁干扰，模块需要有良好的电磁兼容性设计，包括输入端的滤波、隔离等措施，确保信号转换的准确性和稳定性。 3. 电源设计：模块的供电需要稳定，一般需要考虑电源电压的适应范围以及电源的纹波抑制能力。 4. 过流保护与过压保护：为了确保模块在异常电流或电压情况下不被损坏，设计中需要加入过流保护和过压保护措施。 5. 软件仿真：通过软件仿真工具如Multisim 14，可以在实际制作电路板之前模拟电路的工作情况，对电路进行优化和调试。 文件名称列表中的“4-20mA电流转3.3V、5V、10V-软件Multisim14”表明用户可以获得一系列的仿真文件，这些文件分别对应将4-20mA电流信号转换为不同电压信号（3.3V、5V和10V）的设计。Multisim 14是National Instruments推出的一款电路仿真软件，它能提供一个类似实际电子实验的工作环境，用户可以通过它进行电路的搭建、测试、故障排除等操作，无需实际搭建电路板。这对于电路设计人员来说是一个非常有用的设计和验证工具，有助于提高电路设计的成功率和可靠性。 在实际应用中，4-20mA信号因其出色的抗干扰能力和长距离传输的稳定性而被广泛采用。例如，工业现场的温度传感器、压力传感器、流量传感器等常常采用这种信号传输方式，然后通过电流转电压模块将信号转换为电压形式，以便进行后续的处理和分析。 此外，电流转电压模块通常需要配合微控制器或数据采集系统一起使用，因此模块的设计还需要考虑与这类设备的兼容性，确保信号能够被这些系统准确读取和处理。 电流转电压模块的设计涉及到电路设计、信号处理、电源管理、电磁兼容等多个方面的专业知识，是工业自动化和过程控制领域中不可或缺的一个环节。通过使用专业的仿真软件，如Multisim 14，工程师们能够在电路制作之前进行详尽的测试，确保电路设计的高效和精准。这对于提升产品的性能、降低成本、缩短开发周期都具有重要意义。

基于STM32F103主控的4-20mA采集电路及其RS485输出设计。首先阐述了工业自动化和物联网背景下，STM32F103在传感器采集电路中的广泛应用。接着深入探讨了硬件设计部分，包括采集电路概述、原理图分析，重点讲解了ADC模块、RS485转换器及相关保护电路的作用。随后展示了PCB设计源文件，强调了多层结构、抗干扰和电磁兼容性的设计考量。最后分享了详细的ADC采样代码和RS485代码，并解释了隔离功能的实现方法，通过隔离芯片防止外部干扰。文章总结了该电路的优势，并展望了未来发展趋势。 适合人群：从事嵌入式系统开发、工业自动化领域的工程师和技术爱好者。 使用场景及目标：①帮助工程师理解并实现基于STM32F103的4-20mA采集电路；②提供完整的硬件设计和软件代码支持，便于实际应用；③提升电路的抗干扰能力和电磁兼容性。 其他说明：本文不仅提供了理论知识，还包括了实用的设计文件和源码，有助于读者快速上手并进行实际操作。

内容概要：本文详细介绍了基于STM32F103的4-20mA采集电路的设计与实现，涵盖硬件和软件两大部分。硬件方面，重点讲解了电流转电压、隔离电路和RS485接口三大模块，特别是采用TI的INA196电流检测芯片进行电流转换，确保工业环境下的稳定性。软件部分则提供了完整的源码，包括ADC采样代码和RS485通信代码，特别强调了DMA技术和滑动滤波的应用，以提高数据采集的准确性和抗干扰能力。此外，还提到了一些实际应用中的注意事项，如终端电阻的设置和ADC基准电压的选择。 适合人群：对嵌入式系统开发有一定基础的技术人员，尤其是从事工业自动化领域的工程师。 使用场景及目标：适用于需要将传感器电流信号转换为数字信号并通过RS485传输到上位机的场合。主要目标是帮助工程师理解和掌握4-20mA采集电路的设计方法及其在工业环境中的应用。 其他说明：文中提供的完整原理图、PCB源文件和源码，使得读者可以快速复现并应用于实际项目中。同时，文中提到的实际测试经验和优化技巧也非常有价值。

基于STM32F103的4-20mA采集电路的设计与实现，涵盖硬件和软件两大部分。硬件方面，重点讲解了电流转电压、隔离电路和RS485接口的设计，特别是使用INA196电流检测芯片进行电流转换，采用双DC-DC模块实现电气隔离，确保模拟和数字地完全分离。软件部分则提供了完整的源码，包括ADC采样代码和RS485通信代码，特别强调了DMA传输、滑动滤波和收发切换机制的应用。此外，还分享了一些实际应用中的经验和注意事项，如工频干扰处理、终端电阻配置和ADC基准电压选择等。 适用人群：电子工程师、嵌入式系统开发者、自动化设备制造商和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于工业现场数据采集系统的开发，尤其是需要高精度、高可靠性的应用场景。目标是帮助读者掌握从硬件设计到软件编程的完整流程，能够快速搭建并优化自己的采集系统。 其他说明：文中提到的方案已在多个污水处理厂成功应用，最长稳定运行时间超过400天。对于需要调整量程或自定义通信协议的需求，可以通过修改运放增益和通信协议部分轻松实现。

4-20mA电路是一种广泛应用于工业自动化领域的模拟信号传输标准。这个电路设计的主要目标是能够在长距离传输信号时保持高精度和低噪声干扰。在工业控制中，4-20mA电流环路常用于传感器和控制器之间的通信，如压力、温度、液位等过程变量的测量。 4-20mA信号的优势在于其电流性质，电流信号不容易受到线路电阻的影响，因此在长距离传输时，信号衰减较小，抗干扰能力较强。与电压信号相比，这种特性使得4-20mA信号在嘈杂的工业环境中更可靠。 电路工作原理如下：发送端（如传感器）输出一个4mA的信号代表最小值，20mA则代表最大值，这个范围内连续变化的电流对应于被测量的物理量。接收端（如PLC或变送器）通过检测环路电流来解析这个信号。由于环路内总电阻固定，电流的变化直接反映了负载的变化，即被测量的参数。 在4-20mA电路的设计中，需要注意以下几点： 1. **电源供电**：通常使用两线制，电源和信号共用一对线，发送端需要从环路中获取能量。确保电源电压足够驱动整个电路，并且考虑到线路压降。 2. **负载匹配**：接收端的输入阻抗应设计得足够大，以减少对环路电流的影响。一般来说，输入阻抗不应低于250Ω。 3. **隔离**：在某些场合，为了防止地线回路引入干扰，可以采用电气隔离技术，如光耦合器。 4. **安全考虑**：由于电流环路可能涉及24VDC电源，必须遵守电气安全规范，防止短路或触电风险。 5. **信号检测**：接收端需要能够精确测量微小的电流变化，通常使用电流互感器或者精密运放电路。 文件"4-20MA电流电路.ms14"可能是关于4-20mA电路的详细设计文档或仿真模型，包含电路图、参数计算、元器件选择以及实际应用案例。对于开发者来说，这份资料能帮助他们理解如何构建和优化4-20mA电流环路，以及解决可能出现的问题。 4-20mA电路是工业自动化中的核心组成部分，通过其稳定可靠的电流信号传输，确保了过程控制系统的高效运行。深入理解4-20mA电路的工作原理和设计要点，对于提升设备的精度和稳定性至关重要。

ISOS 4-20mA 采用顺源科技独有的电磁隔离耦合发明专利技术，无需独立电源供电，内部很小的输入等效电阻，使该IC的输入电压值达到超宽范围（8.5~32VDC），可直接串接在工业现场传感器、物理变送器等装置的两线制4-20mA或0-20mA检测回路中，无需外接辅助电源，即可实现4-20mA信号抗干扰隔离、远距离无失真传输。 内部的集成工艺及新技术隔离措施使器件能达到3KVDC隔离绝缘电压，并满足工业现场宽温度、潮湿、震动等恶劣环境要求。 【ISOS 4-20mA 电流环路隔离器】是顺源科技推出的一款微型低成本模拟信号隔离器，特别适用于工业自动化领域的4-20mA信号处理。该器件采用了顺源科技的专利磁电耦合隔离技术，实现了无需额外电源的4-20mA信号隔离和传输，显著降低了系统的复杂性和成本。 该IC具有以下关键特性： 1. **微小体积**：ISOS 4-20mA 的尺寸仅为19.5x12.5x9.8mm，这使得它可以在紧凑的空间内安装，适应各种设备内部集成。 2. **无需外部电源**：通过独特的高效信号回路窃电技术，ISOS 4-20mA可以从现有的4-20mA环路中获取能量，无需外部电源，简化了系统设计。 3. **高隔离性能**：提供3000VDC的隔离电压，有效隔绝了信号间的相互干扰和地线噪声，提高了系统的稳定性和安全性。 4. **宽输入电压范围**：支持8.5~32VDC的输入电压，能够直接串接在4-20mA或0-20mA的工业传感器和变送器回路中，实现无失真的信号传输。 5. **高精度和线性度**：在整个量程内，其非线性度误差小于0.2%，确保了信号传输的精确性。 6. **工业级耐受性**：设计能够在-40 ~ +85℃的温度范围内正常工作，且满足工业现场的湿度、振动等恶劣环境要求。 7. **多种安装方式**：提供SIP7 Pin的PCB板上安装、DIN35导轨安装和PIM面板嵌入式安装，满足不同应用场景的需求。 8. **多功能应用**：适用于PLC、DCS系统的信号采集隔离，以及各种仪器仪表、传感器之间的信号传输，尤其在电力、医疗、轨道交通和军事科研领域有着广泛应用。 9. **易于使用**：无需额外元件，即可实现4-20mA或0-20mA电流环路的隔离，部分型号还具备隔离显示、报警控制等功能。 ISOS 4-20mA电流环路隔离器以其卓越的性能、小巧的体积和便捷的使用方式，为工业自动化领域的信号处理提供了可靠的解决方案，有效解决了信号干扰和传输问题，提升了系统的整体性能和可靠性。

可调量程智能压力开关：STC单片机驱动，RS485modbus通讯，4-20mA与继电器输出，数码显示，远程监控，安全防护，完整电路设计资料,可调量程智能压力开关：STC单片机驱动，RS485 Modbus通讯，多输出功能，数码显示，远程监控与保护，原理图和源码齐全,可调量程智能压力开关，采用STC15单片机设计，RS485modbus输出，4-20mA输出，继电器输出，带数码管显示，提供原理图，PCB，源程序。 可连接上位机实现远程监控，RS485使用modbus协议，标定方法简单，使用三个按键实现标定和参数设定，掉电数据不会丢。 有反接和过压过流保护。 ,可调量程;智能压力开关;STC15单片机;RS485;modbus输出;4-20mA输出;继电器输出;数码管显示;原理图;PCB;源程序;远程监控;标定方法;参数设定;掉电数据保持;反接保护;过压过流保护。,STC15单片机驱动的智能压力开关：RS485 Modbus通讯，4-20mA输出，多保护功能

根据给定文件的信息，我们可以提炼出关于“电压电流转换器XTR111”的一系列重要知识点，主要包括其功能特性、工作原理以及应用领域等。 ### 一、产品概述 XTR111是一款高精度电压转电流转换器，主要用于标准0-20mA或4-20mA模拟信号的转换，能够提供高达36mA的电流输出。该转换器通过单个电阻RSET设置输入电压与输出电流的比例关系，并可通过外部P-MOSFET晶体管确保较高的输出阻抗和宽广的电压范围。 ### 二、主要特点 1. **易于设计的输入/输出范围**：支持0-20mA、4-20mA、5-25mA以及电压输出等多种范围选择。 2. **非线性误差低**：仅为0.002%，适用于需要高精度信号转换的应用场景。 3. **低偏移漂移**：温度变化导致的偏移仅为1μV/°C，确保了在不同温度条件下的稳定性能。 4. **高精度**：整体精度达到0.015%，适用于对信号转换精度有严格要求的场合。 5. **单电源供电**：可采用单一电源进行供电，简化电路设计。 6. **宽电源电压范围**：支持7V至44V的宽电源电压范围，增强了设备的适应性和灵活性。 7. **输出错误标志**：具备输出错误标志功能，可以监测并提示输出异常情况。 8. **输出禁用功能**：提供输出禁用功能，便于控制信号输出状态。 9. **可调节的电压稳压器**：内部集成3V至15V的可调节电压稳压器，为附加电路提供稳定的电源供应。 10. **通用电压控制电流源**：可以作为通用的电压控制电流源使用。 ### 三、工作原理 XTR111的工作原理基于输入电压与输出电流之间通过单个电阻RSET设置的比例关系。该转换器通过外部P-MOSFET晶体管确保高输出阻抗和宽泛的电压范围，使得输出电流能够适应不同的负载条件。此外，通过调整RSET的值可以改变输入电压与输出电流之间的比例，从而实现对输出电流大小的精确控制。 ### 四、应用场景 1. **3线式传感器系统中的电流或电压输出**：适用于需要将电压信号转换为电流信号输出的3线式传感器系统。 2. **可编程驱动器的PLC输出**：用于工业自动化控制系统中，如可编程逻辑控制器（PLC）的输出部分。 3. **电流模式传感器激励**：对于需要使用电流激励的传感器而言，XTR111可以提供稳定的电流源，确保传感器工作的准确性和可靠性。 ### 五、总结 XTR111是一款功能强大的电压转电流转换器，具有高精度、低偏移漂移、宽电源电压范围等特点，适用于多种应用场景，如3线式传感器系统、PLC输出可编程驱动器等。通过灵活的输入/输出范围设定和外部P-MOSFET晶体管的应用，XTR111能够满足不同领域的信号转换需求，是工业自动化控制系统中的理想选择。