IEEE 1451.4混合模式接口(MMI)智能變送器數(shù)字驅(qū)動(dòng)電

引言

　　最初并沒有適用于混合模式變送器和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用處理器(NCAP)的數(shù)字通信接口標(biāo)準(zhǔn)。每家變送器制造商都定義有自己的接口。所以，一家變送器廠商的產(chǎn)品不可能支持所有控制網(wǎng)絡(luò)。為解決這一問(wèn)題，IEEE儀器和測(cè)量協(xié)會(huì)的傳感器技術(shù)委員會(huì)發(fā)起一項(xiàng)倡議，為傳感器、執(zhí)行器、混合模式通信協(xié)議和傳感器電子數(shù)據(jù)表(TEDS)格式創(chuàng)建智能變送器接口標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)倡議促成了IEEE 1451.4-2004，已被納入美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(ANSI)。

　　該標(biāo)準(zhǔn)的主要目標(biāo)包括：

　　實(shí)現(xiàn)傳感器的即插即用，通過(guò)公共傳感器通信接口實(shí)現(xiàn)。

　　支持并簡(jiǎn)化智能變送器的創(chuàng)建。

　　簡(jiǎn)化測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)的設(shè)置和維護(hù)。

　　以最少的存儲(chǔ)器容量實(shí)現(xiàn)智能變送器的部署。

　　標(biāo)準(zhǔn)闡述了以下內(nèi)容：

　　變送器，包括混合模式接口(MMI)和變送器電子數(shù)據(jù)表(TEDS)。

　　MMI，用于存取TEDS。

　　TEDS，駐留于變送器內(nèi)部的存儲(chǔ)芯片。

　　說(shuō)明TEDS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的模板。

　　模板描述語(yǔ)言(TDL)。

　　稱為變送器模塊的軟件對(duì)象，通過(guò)TDL訪問(wèn)TEDS，并對(duì)其進(jìn)行解碼和編碼。

　　滿足IEEE 1451.4標(biāo)準(zhǔn)的變送器可通過(guò)TEDS提供自身說(shuō)明。本應(yīng)用筆記討論了用于訪問(wèn)TEDS的NCAP (數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))數(shù)字驅(qū)動(dòng)器電路。

　　IEEE 1451.4混合模式接口(MMI)

　　IEEE 1451.4 MMI用于連接變送器和NCAP或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)之間的模擬信號(hào)和TEDS。IEEE 1451.4標(biāo)準(zhǔn)定義了兩類MMI。Class 1中，TEDS與模擬功能共用一根線，采用負(fù)壓通信。Class 2提供TEDS獨(dú)立線對(duì)通信，采用正壓通信。因此，按照用筆記4206：“為嵌入式應(yīng)用選擇合適的1-Wire?主機(jī)”一文的說(shuō)明，Class 2與Maxim的1-Wire驅(qū)動(dòng)器(主控)相吻合。由于Class 1采用負(fù)壓通信，需要更加復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路。

　　在Class 1中，有三種MMI版本，分別采用2線、3線或4線與變送器或TEDS通信。這些接口的共性是模擬和數(shù)字功能共用一條線。共用連線可以是信號(hào)線、電源線或返回通道。

　　圖1所示為典型的2線恒流供電傳感器，共用信號(hào)線。通過(guò)反轉(zhuǎn)信號(hào)線的極性，二極管允許順序訪問(wèn)放大器或TEDS存儲(chǔ)器。當(dāng)控制開關(guān)處于“analog”位置時(shí)，DAS的正電流源通過(guò)信號(hào)線和上方的二極管為放大器供電。變送器輸出在信號(hào)線上表現(xiàn)為模擬電壓。當(dāng)控制開關(guān)處于“digital”位置時(shí)，存儲(chǔ)器件由負(fù)邏輯電源通過(guò)下方的二極管供電。電路中給出了在TEDS存儲(chǔ)器芯片端子之間的下拉電阻(Rt)。該電阻用于釋放存儲(chǔ)器電路和引線電容的電荷，確保邏輯0電平滿足時(shí)隙要求。

圖1. IEEE 1451.4 Class 1 MMI，共用信號(hào)線。

　　圖2所示為3線電壓供電傳感器的方框圖，共用電源線。信號(hào)線專用于將變送器的模擬輸出電壓傳送到DAS。通過(guò)反轉(zhuǎn)電源線極性，二極管允許順序訪問(wèn)放大器或TEDS存儲(chǔ)器。當(dāng)控制開關(guān)處于“analog”位置時(shí)，DAS電源的正電源通過(guò)上方的二極管為放大器供電。當(dāng)控制開關(guān)處于“digital”位置時(shí)，存儲(chǔ)器器件由負(fù)邏輯電源通過(guò)下方的二極管供電。

　　

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