中级
30 分钟

体验我们使用DAC161S997和STM32L496AG的4-20mA电流环解决方案的高效性

提升您的过程自动化

4-20mA T 2 Click with Discovery kit with STM32L496AG MCU

已发布 7月 22, 2025

点击板

4-20mA T 2 Click

开发板

Discovery kit with STM32L496AG MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L496AG

体验我们先进的模拟电流环路发射器带来的精确信号传输,实现与各种工业应用的无缝连接和兼容性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

4-20mA T 2 Click 基于 DAC161S997,这是一款来自德州仪器的低功耗 16 位 ΣΔ 数模转换器 (DAC),实现为 ΣΔ 调制器。除了 ΣΔ DAC,DAC161S997 还包含一个内部超低功耗电压参考和一个内部振荡器,以减少紧凑环路供电应用中的功耗和组件数量。这种架构中,DAC 的输出电流代表过滤调制器输出的放大副本,确保了出色的线性性能,同时最大限度地降低了设备的功耗。除了通过 LOOP 端子的工业标准 4-20 mA 电流环路,DAC161S997 还可以通过板载 HART TX 端

子简单地接口到高速寻址远程传感器 (HART) 调制器。这允许将 FSK 调制的数字数据注入 4-20mA 电流环路。此 Click board™ 使用 4 线 SPI 串行接口与 MCU 通信,最大频率为 10MHz,用于数据传输和 DAC 功能配置。DAC161S997 支持 SPI 协议的模式 0 和模式 3。4-20mA T 2 Click 具有附加功能,作为中断,可通过 mikroBUS™ 插座的 ERR 引脚提供环路错误检测/报告功能。默认情况下,DAC161S997 检测并报告几种类型的错误:环路错误、SPI 超时错误(通道错误)、帧错

误和报警电流。如果发生故障情况或在初始启动序列期间,DAC161S997 将在上部或下部错误电流带中输出电流。通过板载跳线 ERRL SEL 的适当位置,用户可以选择错误电流带,而错误电流值通过 SPI 接口可编程。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

4-20mA T 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

32L496GDISCOVERY Discovery 套件是一款功能全面的演示和开发平台,专为搭载 Arm® Cortex®-M4 内核的 STM32L496AG 微控制器设计。该套件适用于需要在高性能、先进图形处理和超低功耗之间取得平衡的应用,支持无缝原型开发,适用于各种嵌入式解决方案。STM32L496AG 采用创新的节能架构,集成

了扩展 RAM 和 Chrom-ART 图形加速器,在提升图形性能的同时保持低功耗,使其特别适用于音频处理、图形用户界面和实时数据采集等对能效要求较高的应用。为了简化开发流程,该开发板配备了板载 ST-LINK/V2-1 调试器/编程器,提供即插即用的调试和编程体验,使用户无需额外硬件即可轻松加载、调

试和测试应用程序。凭借低功耗特性、增强的内存能力以及内置调试工具,32L496GDISCOVERY 套件是开发先进嵌入式系统、实现高效能解决方案的理想选择。

Discovery kit with STM32L496AG MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32L496AG Image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

169

RAM (字节)

327680

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PG11
CS
SPI Clock
PI1
SCK
SPI Data OUT
PD3
MISO
SPI Data IN
PI3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Loop-Error Interrupt
PH2
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

4-20mA T 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Discovery kit with STM32H750XB MCU front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Discovery kit with STM32L496AG MCU作为您的开发板开始。

Discovery kit with STM32H750XB MCU front image hardware assembly
Thermo 21 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Thermo 21 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Discovery kit with STM32H750XB MCU NECTO MCU Selection Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto image step 11 hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 4-20mA T 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • c420mat2_set_output_current - 4-20mA T 2 设置输出电流功能

  • c420mat2_get_status - 4-20mA T 2 获取状态功能

  • c420mat2_set_lower_limit - 4-20mA T 2 设置下限功能

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief 4-20mA T 2 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of 4-20mA T 2 Click board™.
 * This driver provides functions to configure 
 * analog output current transfer over an industry standard 4-20mA current loop.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of SPI module and log UART.
 * After driver initialization, default settings turn on the device.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the 4-20mA T 2 Click board™.
 * This example periodically changes the analog output current transfer 
 * from 4mA to 20mA and display status every 5 seconds.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c420mat2.h"

static c420mat2_t c420mat2;
static log_t logger;
static c420mat2_status_t status;

void display_status ( void )
{
    log_printf( &logger, " Status: \r\n" );
    if ( C420MAT2_STATUS_ERROR == status.ferr_sts )
    {
        log_printf( &logger, " - A frame error has occurred.\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " - No frame error occurred.\r\n" );
    }

    if ( C420MAT2_STATUS_ERROR == status.spi_timeout_err )
    {
        log_printf( &logger, " - The SPI interface has not received a valid command.\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " - The SPI interface has received a valid command.\r\n" );
    }

    if ( C420MAT2_STATUS_ERROR == status.loop_sts )
    {
        log_printf( &logger, " - A status loop error has occurred.\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " - No status loop error has occurred.\r\n" );
    }

    if ( C420MAT2_STATUS_ERROR == status.curr_loop_sts )
    {
        log_printf( &logger, " - A current loop error is occurring.\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " - No current loop error is occurring.\r\n" );
    }
    log_printf( &logger, " ----------------------------\r\n" );
}

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    c420mat2_cfg_t c420mat2_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    c420mat2_cfg_setup( &c420mat2_cfg );
    C420MAT2_MAP_MIKROBUS( c420mat2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == c420mat2_init( &c420mat2, &c420mat2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }

    if ( C420MAT2_ERROR == c420mat2_default_cfg ( &c420mat2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, " -----------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    if ( C420MAT2_OK == c420mat2_set_output_current( &c420mat2, 4.0 ) )
    {
        log_printf( &logger, " Loop Current:  4.0 mA \r\n" );
        log_printf( &logger, " - - - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
        if ( C420MAT2_OK == c420mat2_get_status ( &c420mat2, &status ) )
        {
            display_status( );    
        }
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }

    if ( C420MAT2_OK == c420mat2_set_output_current( &c420mat2, 10.0 ) )
    {
        log_printf( &logger, " Loop Current: 10.0 mA \r\n" );
        log_printf( &logger, " - - - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
        if ( C420MAT2_OK == c420mat2_get_status ( &c420mat2, &status ) )
        {
            display_status( );    
        }
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }

    if ( C420MAT2_OK == c420mat2_set_output_current( &c420mat2, 15.0 ) )
    {
        log_printf( &logger, " Loop Current: 15.0 mA \r\n" );
        log_printf( &logger, " - - - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
        if ( C420MAT2_OK == c420mat2_get_status ( &c420mat2, &status ) )
        {
            display_status( );    
        }
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }

    if ( C420MAT2_OK == c420mat2_set_output_current( &c420mat2, 20.0 ) )
    {
        log_printf( &logger, " Loop Current: 20.0 mA \r\n" );
        log_printf( &logger, " - - - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
        if ( C420MAT2_OK == c420mat2_get_status ( &c420mat2, &status ) )
        {
            display_status( );    
        }
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。