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基于A5191HRT和AD421的HART協(xié)議通信模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2012-05-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
其中,與MCU的通用串行收發(fā)UART的接口信號(hào)包括載波檢測(cè)OCD、解調(diào)輸出ORXD、來(lái)自UART的調(diào)制輸入ITXD和請(qǐng)求發(fā)送INRTS;Loop+為4~20mA環(huán)路輸入,經(jīng)過(guò)外部電阻電容和內(nèi)部電路完成接收信號(hào)的帶通濾波和放大,用于解調(diào);調(diào)制好的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)內(nèi)部整形電路處理后由管腳OTXA輸出,通過(guò)電容耦合到內(nèi)部,然后疊加到環(huán)路上傳輸;調(diào)制解調(diào)的時(shí)鐘信號(hào)源于外接的460.8kHz晶體產(chǎn)生的振蕩。及其外圍電路的原理圖見(jiàn)圖5所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/154852.htm

  

  其中Loop+和Loop-分別是電流環(huán)路的兩個(gè)端口;從MCU輸入DAC的數(shù)字碼是通過(guò)三線接口的,分別是時(shí)鐘線CLOCK、數(shù)據(jù)線DATA和鎖存線LATCH。

  HART的軟件

  HART的軟件包括的控制和HART的軟件程序設(shè)計(jì)。前者較為簡(jiǎn)單,后者包括HART協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的軟件設(shè)計(jì),是整個(gè)模塊軟件設(shè)計(jì)的主體和關(guān)鍵。

  HART協(xié)議通信模塊的通信過(guò)程首先由主機(jī)(上位機(jī))發(fā)送命令幀發(fā)起,現(xiàn)場(chǎng)儀表作為從設(shè)備使用中斷調(diào)用子程序的方法完成接收和應(yīng)答?,F(xiàn)場(chǎng)儀表在上電或看門狗復(fù)位后,主程序首先對(duì)HART協(xié)議通信模塊進(jìn)行初始化,例如設(shè)定UART的工作方式、串行通信波特率、數(shù)據(jù)幀格式、清通信緩沖區(qū)、開中斷等,之后將其設(shè)置為等待狀態(tài)。上位機(jī)發(fā)送命令時(shí),的載波檢測(cè)輸出OCD變?yōu)榈碗娖?,觸發(fā)UART中斷,程序進(jìn)入接收過(guò)程。MCU完成主機(jī)命令的接收、解釋并執(zhí)行相應(yīng)的操作后,按一定格式生成應(yīng)答幀并送入發(fā)送緩沖區(qū),完成發(fā)送后再次將HART協(xié)議通信模塊設(shè)置為等待狀態(tài)。圖6為HART協(xié)議通信模塊接收主機(jī)幀、回復(fù)應(yīng)答幀的程序流程圖。

  HART協(xié)議通信模塊通過(guò)上圖所示的中斷調(diào)用子程序的方法,完成現(xiàn)場(chǎng)儀表和主機(jī)之間的通信,可以使主機(jī)完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作參數(shù)設(shè)置、測(cè)量結(jié)果讀取、儀表檢測(cè)等工作。

  

  結(jié)論

  實(shí)踐證明,上述的HART協(xié)議通信模塊的方法切實(shí)可行,具有電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、工作可靠性高的優(yōu)點(diǎn),具有很好的參考價(jià)值和實(shí)用性。HART技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)很成熟,并以其自身突出的優(yōu)點(diǎn)而成為智能控制領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)通信協(xié)議,在今后的很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi),HART技術(shù)將在我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)儀表的智能化改造和研制中發(fā)揮重要的作用。


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