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

　　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)三線接口實(shí)現(xiàn)的，分別是時(shí)鐘線CLOCK、數(shù)據(jù)線DATA和鎖存線LATCH。

　　HART協(xié)議通信模塊的軟件設(shè)計(jì)

　　HART協(xié)議通信模塊的軟件設(shè)計(jì)包括AD421的控制和HART通信協(xié)議的軟件程序設(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)，A5191HRT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)議通信模塊的實(shí)現(xiàn)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。