概述

一般儀器儀表的信號電流都為4-20mA，指最小電流為4mA,最大電流為20mA。傳輸信號時候，要考慮到導線上也有電阻，如果用電壓傳輸則會在導線的產生一定的壓降，那接收端的信號就會產生一定的誤差，所以使用電流信號作為變送器的標準傳輸。為什么選擇4-20mA而不是0-20mA呢？4ma而不是0ma是用來檢測線路開路的，如果0是最小，那么開路故障就檢測不到了。為了解決上述問題和避開相關噪聲的影響，我們用電流來傳輸信號，因為電流對噪聲并不敏感。4～20mA的電流環(huán)便是用4mA表示零信號，用20mA表示信號的滿刻度，而低于4mA高于20mA的信號用于各種故障的報警。

很多控制器接受來自各種檢測儀表的0~20mA或4~20mA電流，制作一個0-20mA的的信號發(fā)生器，可以給很多儀器儀表做校準或測試。

2. 總體方案設計

2.1. 設計目標

單片機控制4路ＰＷＭ，輸出的PWM信號控制輸出電壓在0-3.0V之間，經過電流電壓轉電流電路變成電流信號，輸出電流在0-20mA之間。按鍵調節(jié)輸出電流，oled實時顯示４路電流值。

2.2. 設計思路

芯片選擇STM32F030C8T6，帶4路PWM輸出，性價比高，同時支持rt-thread操作系統(tǒng)，這里我們選用2.1的版本。OLED選用中景園電子0-96寸OLED。

2.2.1.硬件電路原理

圖1是一個電壓轉電流的典型電路。單片機輸出PWM，控制Vi電壓電平在0-3V之間，RL流過的電流為0-20ma。

圖1 電壓轉電流電路

圖2 OLED顯示電路

由于MCU內部可配置上拉電阻，所以可以直接將按鍵接到MCU上。

圖3 按鍵電路

2.2.2.軟件設計流圖

2.2.4.RTT使用情況

按鍵的初始化函數可以不用再main函數中添加，而是在key.c中調用下面的函數就可以了INITDEVICEEXPORT(rthwkey_init)，代碼看起來干凈整潔。通過scons來裁剪配置系統(tǒng)，不需要人為刪減代碼，非常好用。Finsh組件，方便調試，方便自定義添加串口命令。代碼類linux編程風格。提供POSIX 標準接口，上層代碼移植方便。

3. 實物展示