我选的传感器两线制输出4-20MA，怎么接到STM32的AD上？

Posted 2023-04-26

我选的传感器两线制输出4-20MA，怎么接到STM32的AD上？怎样把4-20mA电流信号转换成0-3.3V电压信号？最好有有专门的转换芯片

基于负载的考虑,不能够使用电阻分压。
用运算放大器最适合了.
想将4mA-20mA信号转为0-3.3V电压,你的4-20mA是电流环输出的吧.
运放同相端接地,反相端与输出端之间串接一个反馈电阻,阻值为3.3V/20mA.
这样就可以在20mA的时候输出-3.3V信号,要想4mA的时候输出0V,运放反相端还要一个调零电压,最后把输出电压再倒相一次.就输出为+3.3V-0V可以接到STM32F的AD口上了。 参考技术A 这个我用过，传感器的参数里面有个‘负载’参数，通常是250欧，或500欧，选个精密电阻就行，记得要并个小电容，高频分路用。后面跟一个运放就行了，它是高输入阻抗的。
起点4毫安是用于断线检测的。 参考技术B AD公司有电流电压转换专用电路，应该是RVS系列或者什么，到网站上看看就可以了 参考技术C 你想转换成电压信号 得加个电阻,找个模块 一一对应.就么问题.

STM32 ADC 值读数过高

【中文标题】STM32 ADC 值读数过高

【英文标题】：STM32 ADC values reading too high

【发布时间】：2014-09-07 16:43:38

【问题描述】：

我正在使用 STM3240G-EVAL 板从 ADC 读取值。我使用下面的打印功能将 ADC 的值打印到板上的 LCD 上。我将温度传感器物理连接到评估板上的 3.3V、ADC3 和 GND。返回的值太大。 ADC 分辨率应该是 12 位，因此 4096 应该是 ADC_GetConversionValue 函数输出的最大值。我在室温下收到 5000+ 个值！有没有人对为什么 ADC 值可以被缩放有任何直觉？

////// stm324xg_eval.c
// to configure the ADC
void STM_EVAL_TEMPInit(Temp_TypeDef Temp) 


RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div8);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC3, ENABLE);
/* Enable the GPIO_TEMP Clock */
RCC_AHB1PeriphClockCmd(GPIO_TEMP_CLK[Temp], ENABLE);

/* Configure the GPIO_TEMP pin */
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_TEMP_PIN[Temp];
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIO_TEMP_PORT[Temp], &GPIO_InitStructure);


/* Enable ADC3 Clock */
ADC_InitTypeDef           ADC_InitStructure;
ADC_CommonInitTypeDef     ADC_CommonInitStructure;

ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4;
ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;
ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = 0;
ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;      
ADC_Init(ADC3, &ADC_InitStructure);

ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ADC_Channel_4, 1, ADC_SampleTime_144Cycles);
ADC_Cmd(ADC3, ENABLE);



////// main.cpp
// to print to lcd  
ADC_SoftwareStartConv(ADC3);
temp_value = ADC_GetConversionValue(ADC3);
uint8_t mymsg[20];
sprintf((char *)mymsg, "ADC = %d",(int)temp_value);
LCD_DisplayStringLine(Line6, mymsg);


////// stm32f4xx_adc.c
// ADC_GetConversionValue function
/**
* @brief  Returns the last ADCx conversion result data for regular channel.
* @param  ADCx: where x can be 1, 2 or 3 to select the ADC peripheral.
* @retval The Data conversion value.
*/
uint16_t ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef* ADCx)

   /* Check the parameters */
   assert_param(IS_ADC_ALL_PERIPH(ADCx));
   /* Return the selected ADC conversion value */
   return (uint16_t) ADCx->DR;

【问题讨论】：

大型评估板通常使用较大的封装，该封装会将 VRef 引出到引脚上。你确定你的 12 位代表 0v - 3.3v 而不是 0v - 2.5v？

【参考方案1】：

我缺少一个 ADC 配置；

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;

确保您在使用 ADC 时使用了所有配置并且没有遗漏任何配置。包括这个之后，我能够使用万用表获得与传感器读取的 ADC 值相同的电压。

添加说明：

这是因为您已将以下结构定义为本地：

ADC_InitTypeDef           ADC_InitStructure;

ADC_CommonInitTypeDef     ADC_CommonInitStructure;

并且一个局部变量有一个不可靠（随机）的初始值，因此它可能导致例如ADC_NbrOfConversion变成不合适的数字，使得这样的当它被写入相应的寄存器时出现问题。

【参考方案2】：

以下代码对我有用：

---

#define HW_DIVIDE      2
#define VREF_IN_mV     2500
#define MAX_RESOLUTION 255

---

static void _setup_rcc()

    // Enable the ADC interface clock
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

    // Enable the clock for the ADC GPIOs
    RCC_AHB1PeriphClockCmd( RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);

---

static void _setup_gpio()

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // Configure source 1
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // Configure source 2
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // Configure source 3
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // Configure source 4
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

---

static void _setup_adc()

    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    ADC_DeInit();
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_8b;
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 16;
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

    // Enable ADC
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

---

void drv_adc_init()

    _setup_rcc();
    _setup_gpio();
    _setup_adc();

---

uint16_t drv_adc_get_voltage(ADC_CHANNEL_IN type)

    uint16_t val;

    switch (type)
    
    case ADC_3V3:
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_4,1,ADC_SampleTime_15Cycles);
        break;
    case ADC_1V2:
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_5,1,ADC_SampleTime_15Cycles);
        break;
    case ADC_3VA:
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_6,1,ADC_SampleTime_15Cycles);
        break;
    case VIB_CUR:
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_7,1,ADC_SampleTime_15Cycles);
        break;
    

    do
    
        // Start the conversion
        ADC_SoftwareStartConv(ADC1);

        // Processing the conversion
        if (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_OVR))
        
            ADC1->SR &= ~ADC_FLAG_OVR;
        
    
    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));

    // Calculate the converted data
    val = ADC_GetConversionValue(ADC1);

    // Return voltage in millivolts
    return HW_DIVIDE * VREF_IN_mV * val / MAX_RESOLUTION;

【参考方案3】：

您必须等待转换完成：

ADC_SoftwareStartConv(ADC3);

while( ADC_GetFlagStatus( ADC3, ADC_FLAG_EOC ) == RESET )

    // do nothing (or something useful perhaps)


temp_value = ADC_GetConversionValue(ADC3);

【讨论】：

这个。如果输入> =参考，我从未见过正确的ADC读数不饱和。这向我表明 OP 做错了什么。我的建议：查阅技术参考手册和应用说明 - 我敢打赌，这里有 ADC 读数的示例代码 :)

【参考方案4】：

您是否测量了温度传感器上的电压、ACD 输入上的电压和设备上的 VCC 电压？最好在您获得 5000+ 输出时包含它们的运行时值。

您是否尝试将预先已知的电压（例如 3.3 V）馈送到相同的 ADC 输入并比较测量/获得的值？因为你测得5000+的电压好像是4+V。

对于代码，最好屏蔽返回值以便仅考虑 12 位：

return (uint16_t) ((ADCx->DR) & 0xFFF)

【讨论】：

如果需要屏蔽，硬件损坏或配置错误！最好选择 ADC_DataAlign_Left 并将所有样本视为 16 位 - 如果使用不同的 ADC 分辨率（例如此掩码），则可以最大限度地减少必要的更改。