第四章HART通信协议.pptVIP

4.4 HART命令简介 HART通信协议 命令 0： 读取设备识别码 4.4 HART命令简介 HART通信协议 命令 1： 读取基本变量命令 S尾数符号， 1表示负 E为指数， M为尾数的 小数部分 4.5 HART协议的应用 HART通信协议 HART通信协议的应用分类 第一类：数字通信与4～20mA并存； 第二类：全数字通信,又分为“点对点” 与“多站” 结构。 4.5 HART协议的应用 HART通信协议 智能变送器模拟使用时与手持编程器(HHT)通讯 4-20mA 4.5 HART协议的应用 HART通信协议 安全隔离栅MTL5043的应用 4.5 HART协议的应用 HART通信协议 用PC机和HART智能变送器构成微型DCS 4.6 HART智能变送器的开发 HART通信协议 ? 一、开发准备 ? 二、原理框图 ? 三、硬件设计 ? 四、软件设计 ? 五、产品测试 4.6 HART智能变送器的开发 HART通信协议 ? 一、开发准备工作? HART Protocol Specification MODEM Chip Smar Research HT2012 LSI Logic SYM20C15 Development Tools host testing application bus analyzer (示波器，逻辑分析仪) HART Training Membership of HCF 4.6 HART智能变送器的开发 HART通信协议 ? 二、 HART智能变送器原理框图 现场仪表的HART协议部分主要完成数字信号到模拟电流信号的转换，并实现对主要变量和测量、过程参数、设备组态、校准及诊断信息的访问。 4.6 HART智能变送器的开发 HART通信协议 HART通信部分主要功能包括三个部分： 1.由D/A转换和Bell202 MODEM及其附属电路来实现。其中，D/A变换作用是直接将数字信号转换成4～20mA电流输出，用于输出主要的过程变量。 2.Bell202 HART MODEM及其附属电路的作用是对叠加在4～20mA环路上的信号进行带通滤波放大后，HART通信单元如果检测到FSK频移键控信号，则由Bell202 MODEM将1200Hz的信号解调为“1”，2200Hz信号解调为“0”的数字信号，通过串口通信交MCU，MCU接收命令帧，作相应的数据处理。 3.MCU产生要发回的应答帧，应答帧的数字信号由MODEM调制成相应的1200Hz和2200Hz的FSK频移键控信号，波形整形后，经D/A转换电路叠加在环路上发出。 4.6 HART智能变送器的开发 HART通信协议 ?三、HART智能变送器硬件设计 主要难点 由于HART数字信号的要求，有0.5mA的正弦波电流信号叠加在4mA电流上，所以整个HART智能变送器的硬件电路必须保证在3.5mA的工作电流下还能正常工作。因此，硬件设计除考虑功能和技术指标外，重点要放在功耗上，当然价格也是一个不容忽视的因素。 芯片选择 A/D转换器，单片机，D/A转换器，MODEM等 4.6 HART智能变送器的开发 HART通信协议 ? 三、 HART智能变送器硬件设计 A/D转换器芯片AD7715 ? 分辨率：16位，非线性：0.0015% ? 内部增益可编程放大器 ? 单、双极性信号输入选择 ? 三线串行接口 ? CMOS工艺、低功耗，工作电流仅为450μA ? 尺寸小、16脚DIP（双列直插）封装 ? +5V单电源供电 4.6 HART智能变送器的开发 HART通信协议 ? 三、 HART智能变送器硬件设计 A/D转换器芯片AD7715的功能框图 ? 4.6 HART智能变送器的开发 HART通信协议 ? 三、 HART智能变送器硬件设计 单片机选择 选择要求：微功耗、计算能力强、外围电路简单、编程简单、体积小。 完成工作：A/D、D/A转换，线性化计算，量程转换、工程量 转换，串行通信，复杂时，还需要PID运算等。 推荐芯片： PIC58B、80C51XA 4.6 HART智能变送器的开发 HART通信协议 ? 三、 HART智能变送器硬件设计 PIC58B单片机 Microchip公司生产 ? BASIC语言，编程简单 ? 晶振速度适应性宽，低频下工作，功耗特低 500KHz时，电流仅为0.5mA，