单片机直流4～20mA电流信号发生器

4到20mA模拟恒流环路信号发生器制作一。

DH4-20的原理与测试：①静态零电平4mA调节范围测试条件：VCC=24V UIN=0V（静态）步骤：改变RP1使UIN=0V，改变RP2观察IOUT的最大值和最小值。

IOUT实测值（mA）RP2↓最小值3mA±0.3mA 2.790RP2↑最大值5mA±0.3mA 4.838②UIN-IOUT线性测试测试条件：VCC=24V RL=700Ω步骤：1.将RP1调至UIN=0V2将RP2调至IOUT=4.000mA3.改变RP1从0～5V的UIN电位UIN（V）IOUT（mA）实测值（mA）0 4.000 4.0021.2508.0007.9972.50012.000 11.9983.75016.000 16.0035.000 20.000 20.008③RL-VCC最大负载电阻与工作电压之间的关系测试条件：在上述②的测试条件UIN=5V，IOUT=20mA恒定状态下步骤：改变以下RL与VCC的对应关系，观察IOUT=20mA恒定状态RL（KΩ）VCC（V）实测值（mA）0 1020.0030.11220.0030.21420.0050.31620.0050.41820.0050.52020.0050.62220.0050.72420.0050.82620.0100.92820.0101.03020.0101.13220.010④满值20mA的恒流测试测试条件：VCC=24V IOUT=20.000mA步骤：在上述条件下，改变RL从0～0.7KΩ，观察满值20的恒定状态RL（KΩ）IOUT实测值（mA）0 20.0210.120.0200.220.0190.320.0170.420.0160.520.0150.620.0140.720.013二。

二线制4～20mA模拟恒流环路信号发生器制作三。

二线制4～20mA模拟恒流环路信号发生器制作指标要求以精度0.5级为例,二线制4～20mA模拟恒环路信号发生器执行标准：GB/T13850－1998；(1)基准要稳,４mA是对应的输入零位基准，基准不稳，谈何精度线性度，冷开机３分锺内４mA 的零位漂移变化不超过4.000mA0.5%以内;(即3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V，国外IC心片多用昂贵的能隙基准，温漂系数每度变化10ppm；(2)内电路总计消耗电流<4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流滤波放大恒流电路不因原边输入变化而消耗电流也随之变化，国外IC心片采用恒流供电；(3)当工作电压24.000V时,满量程20.000mA时,满量程20.000mA的读数不会因负载0-700Ω变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内；(4)当满量程20.000mA时,负载250Ω时,满量程20.000mA的读数不会因工作电压15.000V-30.000V变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内；(5)当原边过载时，输出电流不超过25.000mA+10%以内，否则PLC/DCS内供变送器用的24V工作电源和A/D输入箝位电路因功耗过大而损坏，另外变送器内的射随输出亦因功耗过大而损坏，无A/D输入箝位电路的更遭殃；(6)当工作电压24V接反时不得损坏变送器,必须有极性保护;(7)当两线之间因感应雷及感应浪涌电压超过24V时要箝位,不得损坏变送器；一般在两线之间并联1-2只TVS瞬态保护二极管 1.5KE可抑制每20秒间隔一次的20毫秒脉宽的正反脉冲的冲击,瞬态承受冲击功率1.5KW-3KW;(8)产品标示的线性度0.5％是绝对误差还是相对误差,可以按以下方法来辨别方可一目了然:符合下述指标是真的线性度0.5％.原边输入为零时输出４mＡ正负0.5%(3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V原边输入10％时输出5.6mＡ正负0.5%(5.572-5.628mA)负载250欧姆上的压降为1.393-1.407V原边输入25％时输出8mＡ正负0.5%(7.96-8.04mA)负载250Ω上的压降为1.990-2.010V原边输入50％时输出12mＡ正负0.5%(11.94-12.06mA)负载250Ω上的压降为2.985-3.015V原边输入75％时输出16mＡ正负0.5%(15.92-16.08mA)负载250Ω上的压降为3.980-4.020V原边输100％时输出20mＡ正负0.5%(19.90-20.10mA)负载250Ω上的压降为4.975-5.025V(9)原边输入过载时必须限流:原边输入过载大于125%时输出过流限制25mＡ+10%(25.00-27.50mA)负载250Ω上的压降为6.250-6.875V；(10)感应浪涌电压超过24V时有无箝位的辨别:在两线输出端口并一个交流50V指针式表头,用交流30-35V接两根线去瞬间碰一下两线输出端口,看有无箝位,箝位多少伏可一目了然啦;(11)有无极性保护的辨别:用指针式万用表Ω乘10K档正反测量两线输出端口,总有一次Ω阻值无限大,就有极性保护；(12)有无极输出电流长时间短路保护：原边输入100％时或过载大于125%-200%时，将负载250Ω短路，测量短路保护限制是否在25mＡ+10%；(13)工业级别和民用商用级别的辨别:工业级别工作温度范围是-25度到＋７０度，温漂系数是每度变化１００ppm,即温度每度变化１度,精度变化为万分之一；民用商用级别工作温度范围是０度（或-10度）到＋７０度（或+50度）,温漂系数是每度变化25０ppm,即温度每度变化１度,精度变化为万分之二点五；DH4～20mA模拟串口模块及其变送器电路设计中国科学院半导体所方舟公司李德辉摘要：二线制4～20mA模拟串口环路作为电流遥测技术标准，以其众多优点得到广泛应用，本文介绍的DH4～20型DH4～20mA模拟串口模块与无源交流隔离传感器的组合，不但解决了交流电流电压信号的二线制4～20mA环路遥测问题，而且成本低，性价比高。

信号发生器使用说明书杭州美控自动化技术有限公司U-S1-MKCN 4第4版杭州美控自动化技术有限公司前言感谢您购买我公司产品。

本手册是关于产品的功能、操作方法和故障处理方法等的说明书。

在操作之前请仔细阅读本手册，正确使用产品。

在您阅读完后，请妥善保管在便于随时取阅的地方，以便操作时参照。

注意本手册内容随仪表的性能及功能提升而改变，恕不提前通知。

本手册内容我们力求正确无误，如果您有任何疑问或发现任何错误，请与我们联系。

版本U-S1-M K CN4第四版2019年6月确认包装内容仪表提供以下标准附件，请确认附件是否齐全并完好无损。

序号物品名称数量备注1信号发生器12测试引线3一红一黑一黄3使用说明书14合格证15USB线16便携包1目录第一章概括 (1)1.1简介 (1)1.2主要功能 (1)1.3技术指标 (2)1.4规格 (3)第二章各部分名称及功能 (4)2.1接线端子 (5)2.2按键 (6)2.3液晶屏显示 (7)第三章信号输出 (8)3.1电压、有源电流输出 (8)3.24-20mA输出 (8)3.3热电偶输出 (9)3.4无源电流输出 (9)3.5电压、电流信号按显示量程输出或测量(免去量程换算) (10)第四章信号测量 (12)4.1电压、有源电流测量 (12)4.2无源电流测量 (13)4.3热电偶测量 (14)4.4调节阀门 (15)第五章可编程输出 (16)5.1分割输出功能(n/m) (16)5.2线性输出功能 (16)5.3自动步进功能 (18)第六章故障排除及仪表维护 (19)6.1故障排除 (19)6.2仪表维护 (20)第一章概括第一章概括1.1简介本信号发生器具有多种信号的测量和输出功能，包括电压、电流、热电偶信号，采用高清LCD液晶屏和功能分明的硅胶按键，显示清晰，操作简单，且具有待机时间长，精度高和可编程输出功能。

广泛应用于实验室、工业现场PLC与过程仪表、电动阀门等的调试。

压量或电流量信号，这四组信号可通过 4 个多圈微调电位器，在原有主调电位器调节输出的（电压或电流）基础上增加或衰减，以达到多台电机的同步同速和同步非同速控制。

软启动曲线图该控制器具有输出模拟量（电压或电流）随时间线性上升功能，调节机器内部电位器W1 可使上升时间，0-60秒线性调节（图 1 ）注：V/I 输出电压和电流，ms 启动时间应用举例：四台电机的的同步同速和同步非同速控制。

控制要求，M1 电机800 转，M2 电机860 转，M3 电机1000转，M4 电机1200 转，在开机调节时先将主调电位器，调节四台电机的统一转速800 转，在分别调节RESET 2 。

RESET 3 。

RESET4 ，使电机的转速达到要求。

下次开机时只要调节主调电位器就，就可以使四台电机同步不同速平稳上升。

（图 2 ）多台同步器的并联使用在生产中需要,对多台电机的的同步控制( 四台以上), 就需要多台同步器并联使用, 每台同步器都带有自动输入控制端口,IN 0-10V, 和输出端口OUT 0-10V, 在控制中只要将其中的一台同步器做为主控, 就能实现多台同步器并联同步同速和同步非同速的控制. 连接见( 图3) 在控制中, 将同步器 2 的主调电位器调到最高调节同步器 1 的主调电位器时,8台电机将同时加速, 或同时减速如果那台电机的转速需要单独改变, 只须要调节相应的微调电位器RESET. 就能实现不同转速整定或补偿电机功率，负载不同造成的误差。

输出接线端同步控制器回零调节如需要将同步器恢复到出厂状态，需对同步器输出回零调节。

1：将主调电位器向左旋到底。

2：在分别调节RESET1. RESET 2. RESET 3. RESET 4, 电位器使相对应的指示灯重灭到正好亮，这时输出基本为0V 。

也可在输出断OUT1-4 并接一只电压表或电流表，调节RESET 1-4 电位器使输出为0V 即可。

TB-4 同步控制器，以其功能齐全，性能优异，价格低廉的优点，在工业中被广泛的应用，在多台电机，同步同速和同步非同速的控制。

二线制交流电流变送器的设计步骤作者信继华二线制交流电流变送器的设计步骤已知大电流电流互感器均将不同的电流转换成0~5A 的交流电流进行现场显示。

而进行远距离传送时，必须将该电流转换成标准直流电流信号4~20mA，才能进行传送。

市场上此类交流电流变送器大都采用“四线制”的方法：即交流电源线二根，直流电流信号线二根。

而我们设计的是“二线制交流电流变送器”则只采用二根电线：即在给变送器内的电路提供直流电源的同时，将根据0~5A 交流电流变化的变送输出标准直流电流信号4~20mA远传至控制室显示或进入计算机内处理后在显示器画面上显示。

设计思路1，选择低功耗元器件，在满足功能要求的前提下，尽量简化电路，满足二线制仪表的要求。

2，采取有效措施，提高系统的抗干扰能力，减小温度飘移。

3，完善系统保护措施，增加仪表的可靠性。

一，互感器的选择电流互感器是一种交流电流/电流变换器，当初级流过交流电流时，次级线圈则对应其变比产生交流电流。

再通过负载电阻转换成交流电压信号。

合理选择互感器的变比十分重要。

在选择变比之前，首先要确定通过互感器产生的负载电压是否满足变送电路需要的输入信号电压。

通常我们将输入信号电压的最大值选择在2~3V/AC 左右。

同时选择互感器负载电阻为标准系列电阻。

选RL=1KΩ。

（见图一）例如：输入信号电压选2.5V。

I=V/R=2.5V/1000Ω=0.0025A=2.5mA已知:交流电流输入为0~5A，则变比为: 5A/0.0025A=2000即1:2000所以,当电流互感器初级电流为0~5A 变化时,次级负载电阻两端的电压为0~2.5V。

选择5A/2.5mA的互感器。

如果要求输入信号电压的最大值选择在3V时，只需要将负载电阻选择为RL=1.2KΩ即可。

V=I×R=0.0025A×1.2KΩ=3V仍然选择5A/2.5mA的互感器。

二，整流电路的选择如果输入的信号非常微弱时，需要首先对信号进行放大后再进行整流。

VC 11+基本特点：1输出的基本精度达0.02%，输出显示为6位2输出功能：直流电压、直流电流、欧姆、模拟变送器、热电偶、热电阻、频率、脉冲、开关量3直流电流输出时，可提供25%和100%的手动步进、自动步进及自动斜坡的输出功能4热偶输出时，可提供高精度的自动冷端补偿，℃或℉的温度显示5可外配高精度的测温探头，准确度：±0.2℃6大屏LCD多重数据显示，可同时显示：直流电流和%值、热偶、热阻的温度值及其对应分度值等7操作性能优越键盘配置，输出设定的增减键与LCD上显示设定值按位对应8采用面板校准技术，无需打开机壳便可进行校准9带白色LED背光，并具有自动背光关闭和自动电源关闭功能，适合现场使用输出基本技术指标[ 适用于校准后一年内、23℃±5℃、35～70%RH、精度= ±（设定值%+量程%）]技|术|指|标|输出功能功能量程输出设定范围分辨力准确度备注直流电压DCV 100mV-10.000～110.000mV1μV0.02+0.01最大输出电流0.5mA1000mV-100.00～1100.00mV10μV0.02+0.01最大输出电流2mA10V-1.0000～11.0000V0.1mV0.02+0.01最大输出电流5mA直流电流DCmA 20mA0.000～22.000mA1μA0.02+0.02在20 mA时，最大负载1KΩ电阻模拟变送器时，外部供电5～28V欧姆OHM 400Ω0.00Ω～400.00Ω0.01Ω0.02+0.02激励电流为±0.5~3mA激励电流为±0.1~0.5mA时，加0.1Ω附加误差精度中不包含引线电阻4KΩ0.0000 KΩ～4.0000 KΩ0.1Ω0.05+0.025激励电流为±0.05~0.3mA精度中不包含引线电阻40KΩ0.000 KΩ～40.000 KΩ1Ω0.1+0.1激励电流为±0.01mA精度中不包含引线电阻热电偶TC R0℃～1767℃1℃0～100℃: 1.5℃100～1767℃: 1.2℃采用ITS-90温标精度中不包含冷端补偿的误差S0℃～1767℃0～100℃: 1.5℃100～1767℃: 1.2℃K-200.0℃～1372.0℃0.1℃-200.0～-100.0℃: 0.6℃-100.0～400.0℃: 0.5℃400.0～1200.0℃: 0.7℃1200.0～1372.0℃:0.9℃E-200.0℃～1000.0℃-200.0～-100.0℃:0.6℃-100.0～600.0℃:0.5℃600.0～1000.0℃:0.4℃J-200.0℃～1200.0℃-200.0～-100.0 :0.6℃-100.0～800.0℃:0.5℃800.0～1200.0℃:0.7℃T-250.0℃～400.0℃-250.0～400.0℃:0.6℃N-200.0℃～1300.0℃-200.0～-100.0℃: 1.0℃-100.0～900.0℃:0.7℃900.0～1300.0℃:0.8℃B600℃～1820℃1℃600～800℃:1.5℃800～1820℃:1.1℃L-200.0℃～900.0℃0.1℃-200.0～0.0℃:0.7℃0.0～900.0℃:0.5℃U-200.0℃～600.0℃0.1℃-200.0～0.0℃:0.7℃0.0～600.0℃: 0.5℃热电阻RTD Pt100385-200.0℃～800.0℃0.1℃-200.0～0.0℃:0.3℃0.0～400.0℃:0.5℃400.0～800.0℃:0.8℃采用ITS-90温标Pt100、Cu50、Cu10激励电流为：±0.5~3mA激励电流为：±0.1~0.5mA时，加0.5℃附加误差Pt200、Pt500、Pt1000激励电流为±0.05~0.3mA精度中不包含引Pt200385-200.0℃～630.0℃-200.0～100.0℃:0.8℃100.0～300.0℃:0.9℃300.0～630.0℃:1.0℃Pt500 385-200.0℃～630.0℃-200.0～100.0℃:0.4℃100.0～300.0℃:0.5℃300.0～630.0℃:0.7℃线电阻Pt1000 385-200.0℃～630.0℃-200.0～100.0℃:0.2℃100.0～300.0℃:0.5℃300.0～630.0℃:0.7℃Cu10-100.0℃～260.0℃ 1.8℃Cu50-50.0℃～150.0℃0.6℃频率FREQ100Hz 1.00Hz~110.00Hz0.01Hz±2个字1～11 Vp-p方波电平准确度±5％读数+0.5V50%占空比负载>100KΩ1KHz0.100KHz~1.100KHz1Hz10KHz 1.0KHz~11.0KHz0.1KHz100KHz10KHz~110KHz2KHz±5个字脉冲PULSE 100Hz1～100000cycles1cyc±2个字1～11 Vp-p方波电平准确度±5％读数+0.5V50%占空比负载>100KΩ1KHz10KHz开关量SWITCH100Hz 1.00Hz～110.00Hz0.01Hz±2个字场效应管开关最大开关电流电压/电流：+28V/50mA1KHz0.100KH～1.100KHz1Hz10KHz 1.0KHz～11.0KHz0.1KHz100KHz10KHz～110KHz2KHz±5个字其他特性：1、内部温度补偿传感器RJC，测温范围0～50℃，补偿误差￡±0. 5℃，2、测温探头准确度：±0.2℃，探头测温范围：-20～100℃3、输出端子间与地间施加最大电压：30Vp-p4、最大输出电流：约25mA一般特性:1工作温度及湿度0 to 50oC, ≤80%RH 无凝露40 to 50oC, ≤70%RH2储存温度及湿度-25 to 60oC, ≤90%RH无凝露3 显示及背光* 段式LCD双显示* 白色LED背光4 电源* 4 x 1.5V AAA碱性电池供电*CA充电器可对Ni-Hi电池充电(选购)*自动关机操作：可设定自动关机时间0～60分钟5 尺寸及重量205 × 95 × 42（mm），约500g6 附件表笔，保险丝产品型号：VICTOR 05 操作方式：自动量程产品名称：回路校验仪VICTOR 05 显示位数：5 1/2位产品分类：★00系列校验仪体积大小：手持式详细介绍：特点:输出和测量DCA(20mA)回路电流;测量DCV（28V）可模拟变送器的输出可提供24V回路电源提供24V回路电压并同时测量电流可进行开关的通和断测量可进行步进和零、满点的快速操作可产生快速和慢速的4～20mA电流自动斜波输出可mA和百分比显示5位LCD大字符显示，简便的键盘操作小巧、坚固、可靠，特别适合现场过程回路的校验、维修和故障诊断面板自动校准价格低廉|技|术|指|标|测量功能输入量程输入范围分辨力准确度说明电压28V-0.100~28.000V1mV±0.02%读数±2mV输入电阻2MΩ电流20mA-1.000~22.000mA0.001mA±0.02%读数±4uA输入电阻10Ω回路电流20mA-1.000~22.000mA0.001mA±0.02%读数±4uA提供24V回路电源输出功能输出量程输出范围分辨力准确度说明电流20mA0.000~22.000mA0.001mA±0.05%设定值±4uA 20mA最大负载1KΩ注1模拟变送器-20mA0.000~-22.000mA0.001mA±0.05%设定值±4uA20mA最大负载1KΩ注2回路电源24V±10%最大输出电流25mA |一|般|特|征|供电9V电池（ANSI/NEDA 1604A或IEC 6LR619V碱性）或AC电源适配器（VCPS）（选件）电池寿命约12小时/ 10mA条件下最大允许电压30V（各端子间及各端子对地）操作温度范围0℃～50℃操作湿度范围≤ 80%RH贮存温度范围≤ - 10℃～55℃贮存湿度范围≤ 90%RH尺寸200×100×40mm（加护套）重量550g（加护套）附件说明书、工业测试导线CF-36（探棒附鳄鱼夹）选件AC电源适配器（VCPS）安全符合IEC1010条款（国际电工委员会颁布的安全标准）注1:电池高于6.8V时，20mA最大负载1KΩ；电池在5.8V～6.8V之间，20mA最大负载700Ω。

有源隔离型4-20mA信号变换电路的设计1、设计基本要求：1、电源供电24Vdc，输入电流4-20ma，输出电流4-20ma。

2、输出电流4-20ma带负载能力达到300欧姆。

3、电源供电24Vdc，输入电流4-20ma，输出电流4-20ma三者相互隔离。

4、输出电流跟踪输入电流变化，跟踪精度达到1%。

2、发挥部分：直接以PT100的电阻输入替代输入电流4-20ma电流，实现隔离型热电阻变送器功能。

即100欧电阻输入，输出4毫安，138.5欧姆电阻输入，输出20毫安。

具体电路请记笔记。

可参考：/more.asp?name=xinjihua&id=37300的相关资料提高题1：无源二线制隔离型4-20mA信号变换电路的设计1、无源供电，输入电流4-20ma负载能力达到500欧姆。

2、输入电流4-20ma，输出电流4-20ma。

3、输出电流4-20ma负载能力达到200欧姆。

4、输入电流4-20ma既作为信号传递，又作为设备供电电源。

5、输入电流4-20ma，输出电流4-20ma二者相互隔离。

下面是对“2009年全国大学生电子设计竞赛题目分析”请您参考。

这是北京理工大学一个电子竞赛组委会专家分析的情况，现跟您分享一下，如果需要什么资料可及时联系王浩。

首先，09年题目应该与往年差异不大。

无非是仪器类、电源类、放大器类、控制类等几大块。

所以现在老师用以前的训练模式给学生打基础应该没什么问题。

但有一下几点要注意：1、因为推荐全国都有笔试考核，笔试多数以电子基础、模电知识为主，所以09年全国题目应该会继续在模电题目上下功夫，而数字电路，因为现在出题难度、芯片功能等原因，可能会不再考。

2、频谱仪、信号发生器、相位仪等相关题目都基本出过，所以如果仪器类继续出题目的话，可能还是在原先的基础上加强功能或者增加难度，但是这类型题目出的次数都比较多，不怀疑换类型的可能。

仪器方面也要根据实验常用的仪器来判断哪些仪器在往年还没有涉及，而有可能当做新的方向来考核的,比如失真度仪什么的。

多功能函数发生器跨功能函数发生器摘要交流函数发生器主要实现常用波形的产生和上位机的同步控制，可以产生一系列调制波。

论文详细阐述了主机的总体结构、软硬件实现和调试方法。

关键词：单片机； DDS;上位机付费多功能函数发生器摘要支付多功能函数发生器主要实现共发生和PC波形同步控制，可以产生一系列调制波。

本文阐述了多功能函数发生器的一般结构、软硬件实现和上位机调试方法。

关键词：单片机； DDS ;个人电脑目录1简介11.1项目背景11.2项目主要任务12互换多功能函数发生器12.1选项12.2整体结构框图23 STC12C5A60S2单片机介绍34模拟开关CD4066介绍44.1主要特点44.2芯片管脚和电路55 DDS模块介绍55.1特征55.2 DDS7的优势51 简介1.1 项目背景函数发生器是实验室的基本设备之一。

目前，一些标准产品被广泛使用。

它们虽然功能齐全，性能指标高，但价格昂贵，很多功能不可用。

该设计集成了一个运算放大器作为应用的核心。

通过增加外围器件，构成运算和正反馈电路，满足振荡条件，产生一定的波形。

最后，利用差分电路的传输特性，将三角波转换为正弦波。

该仪器具有结构简单、成本低、体积小、便于携带等特点。

虽然功能和性能指标赶不上标准的信号发生器，但足以满足一般的实验要求。

函数发生器作为一种常见的信号源，是现代测试领域应用最广泛的通用仪器之一。

在各种电子元器件、元器件及成套设备的开发、生产、测试和维护中，要学会有一个信号源，它可以产生不同频率和波形的电压、电流信号并加到装置或设备中。

正在测试中。

与其他仪器一起观察和测量被测仪器的输出响应，以分析和确定其性能参数。

信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的电子仪器。

它可以产生多种波形信号，如正弦波、三角波、方波等，因此广泛应用于通信、雷达、导航、航空航天等领域。

1.2 项目主要任务任务和要求：1. 可编程产生几种常用信号；2、信号风格可变，正弦波、三角波、方波、2PSK、LFM；3、变频，1MHz - 10MHz，2PSK调制信号周期0.1ms - 1ms，LFM带宽为中心频率的1/100-10%；4、输出幅度可变，可程控或手动调节。

信号发生器能够输出和测量4-20mA信号
4~20mA.DC(1~5V.DC)信号制是国际电工委员会(IEC)过程控制系统用模拟信号标准。

我国从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一国际标准信号制，仪表传输信号采用4~20mA.DC，联络信号采用1~5V.DC，即采用电流传输、电压接收的信号系统。

那么为什么标准信号要定为4~20mA呢？今天，小编就来和大家讲讲其中的原因。

一．远传信号用电流源优于电压源的原因
因为现场与控制室之间的距离较远，连接电线的电阻较大时，如果用电压源信号远传，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压，将产生较大的误差，而用恒电流源信号作为远传，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度。

二．信号最大电流选择20mA的原因
最大电流20mA的选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。

安全火花仪表只能采用低电压、低电流，20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯，非常安全；综合考虑生产现场仪表之间的连接距离，所带负载等因素；还有就是功耗及成本问题，对电子元件的要求,，供电功率的要求等因素。

三．信号起点电流选择4mA的原因
4~20mA变送器两线制的居多，两线制即电源、负载串联在一起，有一公共点，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。

为什么起点信号不是0mA?这是基于两点：
1．变送器电路没有静态工作电流将无法工作，信号起点电流4mA.DC就是变送器的静态。

4-20mA二线制受控正弦信号发生器设计摘要本设计是基于单片机MSP430和二线制电流型电阻变送器控制的正弦信号发生器。

变送器部分的输入为电阻量，输出为电流量；信号发生部分的输入为电流量，输出为正弦信号。

其中变送器输入电阻量的变化范围在1000Ω到2000Ω之间，随后通过信号调理和V/I转换，转换为4-20mA的电流输出。

再者，通过专用转换芯片RCV420，将电流量转换为电压量送入到MSP430F149单片机中进行AD转换，并做相应的处理，把对应的控制字送入到AD9851中，最后输出相应的正弦波，同时将采集的数据转换成的相对应的电阻值通过数码进行显示。

此设计具有精度高，可靠性强，电路简单合理等特点，具有较高的市场价值。

关键词：二线制；V/ I转换；MSP430F149；正弦波；数码管显示AbstractThis design is to design a sine signal generator controller which based on single-chip MSP430 and two-wire system current-mode resistance transmitter. The transmitter’ input is resistance quantity, the output is electricity flow, the sine signal generator controller’ input is electricity flow, the output is sine signals. Among them the amount of input resistance transmitter range between 1,000Ω and 2,000Ω, Then through the signal disposal and V/I conversion, and it is converted into 4~20mA, through the RCV420 conversion chip, it can convert the current to voltage which is sent to the MSP430F149 microcontroller to do the AD conversion, and handled accordingly, then take the corresponding control word into the AD9851, finally, outputs the corresponding sine wave. Meanwhile, takes the collected data with the corresponding resistance values displayed by the digital control.This design has high accuracy, reliability, simple circuit, reasonable, low cost, and a high market value.Key words: Two-wire system;V/I conversion;MSP430F149;Sine wave;Digital display目录1 绪论 (1)1.1数据采集与传输系统的历史 (1)1.2 国内外数据采集与传输系统的现状 (1)1.2.1 国外数据采集与传输的现况 (2)1.2.2国内数据采集与传输的现况 (2)1.3 发展前景 (3)2 设计方案及优化 (4)2.1 课题任务 (4)2.2 课题要求 (4)2.3 方案选择 (4)2.3.1 电流变送器的类型 (4)2.3.2电流变送器的选择 (5)2.3.3 二线制变送器的结构与原理 (6)2.3.4 信号采集 (7)2.3.2 信号调理 (9)2.3.3 V/I变换 (10)2.3.4 I/V变换 (14)2.3.5 控制单元电路 (15)2.3.6正弦信号发生模块 (17)2.3.7 数码管显示 (20)3 硬件设计 (23)3.1 信号采集模块 (23)3.2 信号调理模块 (24)3.3 V/I变换模块 (25)3.3.1 功能说明 (25)3.3.2 电压－电流(V/I)变换器 (25)3.4 I/V 变换模块 (26)3.5 控制单元电路模块 (28)3.6 正弦信号发生模块 (30)3.6.1 DDS的基本原理 (30)3.6.2AD9851的简介及基本工作原理 (31)3.7 数码显示管模块 (33)3.8 电源电路模块 (33)3.8.1 稳压电源电路 (33)3.8.2 电压变换芯片选型 (35)3.8.3 电压变换设计电路图 (35)4 软件设计 (36)4.1 系统软件总体设计 (36)4.2 AD转换模块软件设计 (37)4.3 正弦波信号发生模块软件设计 (38)4.3.1 AD9851的控制方式 (38)4.3.2 正弦波信号发生模块软件编程 (39)4.4 数码管显示模块软件设计 (40)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录A：（整个系统的原理图） (44)1 绪论1.1数据采集与传输系统的历史20世纪50年代，数据采集与传输系统开始被人们广泛了解并运用。