STM32编程为何内部不应开DAC缓冲
为工业场合开发的设备通常情况下都会具有4-20ma输出接口，在以往没有dac模块的单片机系统，需要外加一主片dac实现模拟量的控制，或者采用pwm来摸拟da，但也带来温漂和长期稳定性问题。在以stm32为中心的设备中，使用它自带的dac即可非常方便的实现4-20ma的输出接口，具有精度高、稳定性好、漂移小以及编程方便等特点。
在stm32单片机系统中，100脚以下没有外接出vref引脚，但这样使得dac的参考端和vcc共用，带来较大误码差，为解决这一问题，可以使用廉价的tl431来解决供电问题，tl431典型温漂为30ppm，所以在一般应用中已非常足够。选用两只低温漂电阻，调整输出使tl431的输出电压在3v-3.6v之间，它的并联稳压电流可达到30ma，正好能满足一般stm32核心的功耗需求。
利用tl431解决了供电问题，余下的就是4-20ma的转换电路，如下图：
上图即为非常精确的转换电路，opa333是一颗非常优异的单电源轨至轨运算放大器，其工作电压为2.7-5.5v，其失调电压仅为10uv，实测最低输出为30uv，最高输出可达vcc-30uv。电路组成压控恒流源，其关键在于opa333这颗芯片的优异性能，使得以上电路获得了极高的精度和稳定性。dacout来自于stm32的dac1或者dac2输出，由c25进行数字噪场滤波之后进入运算，进行1:1缓冲，后经过q2进行电流放大，在r7上形成检测电压，c17进行去抖动处理。4-20ma信号由an_out+/an_out-之间输出。
上图中，负载中的电流在r7上形成压降，经运放反馈后得到vdacout=vr7=i*r7，所以：i=vdacout/r7，当vdacout在400mv到2000mv之间变化时，可得到4-20ma的输出。改变r7的大小，便可改变dacout的需求范围。电路中，r2的基射极之间将有0.7v左右的偏压，所以vb[max]=2v+0.7v=2.7v，这正好在opa333的输出范围之内。电路中r14做为输出端的限流电流，使得输出端的最大输出电流imax=vcc/(r7+r14)，若vcc取6v，则imax=6v/200 o=30ma，若没有r14，则最大电流可能有60ma，这时r7上的耗散功率为0.06*0.06*100=0.36w，若选用0805贴片电阻，将导致r7烧坏，或者由于温度升高太严重导致r7阻值变化太大输出引起较大偏差。加入r14之后，r7上的最大耗散功率为：0.03*0.03*100=0.09w，此时在正常的范围之内。
电路中r14不可省去，c17不可省去，由于外负载可能的微小干扰或波动将导致opa333组成的深度负反馈电路形成振荡，使输出电流波动，加入c17能抑制这种波动，使输出更稳定，但是c17的值不宜过大。
使用stm32编程应注意，其内部不应当开dac缓冲，因以上电路已经为一个高输入阻抗的缓冲电路。由stm32内部缓冲电路将损失掉输出线性度。
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上图中，负载中的电流在r7上形成压降，经运放反馈后得到vdacout=vr7=i*r7，所以：i=vdacout/r7，当vdacout在400mv到2000mv之间变化时，可得到4-20ma的输出。改变r7的大小，便可改变dacout的需求范围。电路中，r2的基射极之间将有0.7v左右的偏压，所以vb[max]=2v+0.7v=2.7v，这正好在opa333的输出范围之内。电路中r14做为输出端的限流电流，使得输出端的最大输出电流imax=vcc/(r7+r14)，若vcc取6v，则imax=6v/200 o=30ma，若没有r14，则最大电流可能有60ma，这时r7上的耗散功率为0.06*0.06*100=0.36w，若选用0805贴片电阻，将导致r7烧坏，或者由于温度升高太严重导致r7阻值变化太大输出引起较大偏差。加入r14之后，r7上的最大耗散功率为：0.03*0.03*100=0.09w，此时在正常的范围之内。
电路中r14不可省去，c17不可省去，由于外负载可能的微小干扰或波动将导致opa333组成的深度负反馈电路形成振荡，使输出电流波动，加入c17能抑制这种波动，使输出更稳定，但是c17的值不宜过大。
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