通信
使用 OP193對16位PWM輸出進(jìn)行外部緩沖,并控制外部 NPN晶體管BC548。通過控制此晶體管的VBE電壓,可將經(jīng)過47.5Ω負(fù)載電阻的電流設(shè)置為所需的值。這樣就針對 4 mA至20 mA輸出提供優(yōu)于±0.5°C的精度(–200°C至+350°C,參考測試結(jié)果)。
使用內(nèi)部DAC為 OP193提供1.2 V基準(zhǔn)電壓?;蛘撸部梢允褂?.2 V精密基準(zhǔn)電壓源 ADR3412,獲得溫度范圍內(nèi)更高的精度。該外部基準(zhǔn)電壓源功耗與內(nèi)部DAC相近 (~50 μA)。參見“功耗測量測試”部分。
通過 ADuCM360片上16位PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制4 mA至 20 mA環(huán)路。通過軟件可配置PWM的占空比,以便控制47.5 Ω RLOOP電阻上的電壓,進(jìn)而設(shè)置環(huán)路電流。請注意,RLOOP的頂端連接ADuCM360的地。RLOOP的底端連接環(huán)路的地。由于這個原因,ADuCM360、ADP1720、ADR3412和OP193的輸出電流,加上濾波PWM輸出設(shè)置的電流,一同流過RLOOP。
R1和R2的結(jié)點電壓可表示為:
VR12 = (VRLOOP + VREF) × R2/(R1 + R2) ? VRLOOP
環(huán)路建立后:
VIN = VR12
由于R1 = R2:
VIN = (VRLOOP + VREF)/2 ? VRLOOP = VREF/2 ? VRLOOP /2
VRLOOP = VREF ? 2VIN
當(dāng)VIN = 0時流過滿量程電流,此時VRLOOP = VREF。因此,滿量程電流為VREF/RLOOP,或者≈24 mA。當(dāng)VIN = VREF/2時,無電流流過。
VIN處的 OP193 放大器阻抗非常高,并且不會加載PWM濾波輸出。放大器輸出僅發(fā)生少許變化,約為0.7 V。
范圍邊界處(0 mA至4 mA以及20 mA至24 mA)的性能不重要,因此供電軌處的運算放大器性能要求不高。
R1和R2的絕對值不重要。但是,R1和R2的匹配很重要。
ADC1用于溫度測量,因此本電路筆記直接適用于只有一個ADC的ADuCM361。 EVAL-CN0319-EB1Z 評估板包括標(biāo)記為VR12點的電壓測量選項,測量時使用ADuCM360上的 ADC0輸入通道。該ADC測量可用于PWM控制軟件的反饋,調(diào)節(jié)4 mA至20 mA電流設(shè)置。
編程、調(diào)試和測試
UART用作與PC主機的通信接口。這用于對片內(nèi)閃存進(jìn)行編程。它還可作為調(diào)試端口,用于校準(zhǔn)濾波PWM輸出。
兩個外部開關(guān)用來強制該器件進(jìn)入閃存引導(dǎo)模式。使 SD處于低電平,同時切換RESET按鈕, ADuCM360 將進(jìn)入引導(dǎo)模式,而不是正常的用戶模式。在引導(dǎo)模式下,通過UART接口可以對內(nèi)部閃存重新編程。
代碼說明
用于測試本電路的源代碼可從 ADuCM360和ADuCM361產(chǎn)品頁面下載(zip壓縮文件)。源代碼使用示例代碼隨附的函數(shù)庫。
圖2顯示了利用KeilμVision4工具查看時項目中所用的源文件列表。
圖2. Keil μVision4中查看的源文件
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