新聞中心

        EEPW首頁 > 嵌入式系統 > 設計應用 > 基于HART協議的通用型多通道智能變送器的設計與實現

        基于HART協議的通用型多通道智能變送器的設計與實現

        作者: 時間:2013-06-07 來源:網絡 收藏

        1.3 通信模塊的

        通信模塊主要由現場儀表內的A5191HRT和AD421型DAC組成。其中,AD421接收MCU傳送的數字信號并轉換成4 mA~20 mA電流輸出,傳輸測量結果:A5191[1]接收疊加在4 mA-20 mA環路上的FSK信號。解調后傳輸給MCU,或將MCU產生的應答幀信息調制成FSK信號經波形后由AD421疊加在4 mA~20 mA環路上進行傳輸,如圖6所示。

        A5191HRT內部包括發送數據調制器與波形整形電路、載波檢測電路、接收濾波器與解調電路、控制邏輯和時鐘振蕩器電路。調制器接收不歸零碼并調制為FSK信號。1 200 Hz代表邏輯“l”, 2200 Hz代表邏輯“0”,數據率為1 200 b/s,之后由波形整形電路將FSK信號整形為兼容HART要求的信號發送出去。

        2 系統軟件

        HART的軟件按其功能分為四個部分:監測程序、測控程序、HART通信程序和輔助程序。監測程序是整個系統軟件的中心環節,又稱為主程序。它接收和分析各種命令,管理和協調全部程序的執行,其包括系統初始化、系統自檢等部分;測控程序主要包括數據采集、數據處理、輸出控制和自我診斷等部分。其中數據采集通過采樣中斷子程序,數據處理、輸出控制和自我診斷等部分則在主程序中調用。HART通信程序也就是HART數據鏈路層和應用層的軟件,是整個軟件的關鍵,儀表的可互操作性也在這里得到體現。數據鏈路層軟件主要是串行口接收/發送中斷子程序,屬于中斷處理(服務)程序;應用層的軟件是對收到的命令幀進行翻譯和處理,在主程序中被調用。

        2.1 HART通信程序的設計

        HART通信程序是HART協議數據鏈路層和應用層的軟件,采用串口中斷實現通信的接收和發送服務,符合HART協議的通信工作都在此程序中完成,如圖7所示。

        進入串口中斷服務程序后,要先判斷是發送請求還是接收請求。若發送請求標志為l則轉向發送服務程序,若接收請求標志為l則轉向接收服務程序。HART應用層的軟件對收到的命令幀進行翻譯和處理,如:字節流和浮點數、整數、字符串之間的相互轉換,然后根據各自的命令號進行相應的命令處理,如:改量程、改單位、改阻尼時間等,最后,把應答幀按照一定的格式放入發送緩沖區,由串行口中斷發回。如果有通信錯誤或命令錯誤時,則發回報告錯誤的應答幀。發送服務程序是在程序運行過程中向上位機發送信息,要設置發送請求標志,將要發送的數據信息存入串口發送緩沖區, 并計算垂直校驗, 在此要發送的數據信息的格式為: 前導碼2 B,定界符1 B,地址碼l或5 B,命令號1 B,字節長度1 B,響應碼2個字節,數據0~25 B,校驗和1 B。發送時,先要啟動發送載波,初始化物理層,建立通信鏈路和另一對等通信實體通信,發送應答幀,發送結束后停止發送載波,初始化物理層,終止物理層鏈路通信。發送服務首先發送前導碼,每發送一個前導碼計數器就減1,然后發送HART協議的應答幀,發送結束后停止發送載波。

        目前HART型儀表的市場占有量已經接近50%,但仍有約40%的儀表采用模擬量或非標準數字協議進行輸出,這些儀表將逐步被HART協議或其他數字總線協議所替代。為使這些特種規格產品升級為HART型智能儀表,一般需要定制與之相配套的電子部件或HART轉換模塊。這些復合型多參數傳感器,也是由普通的壓力、差壓、溫度等傳感器構成。為了實現將這些特殊規格的儀表或傳感器升級為HART型智能,需要設計電子部件,提供多個測量,不僅能與市場上通用的傳感器相配套,還能與復合型多參數傳感器相配套。本文正是目前工業上的現實要求,設計出一種HART協議的多數據測量的智能變送器,以滿足多參數測量。在電路設計上,為了減小硬件電路功耗,提出一種雙層電源網路結構,滿足電路設計要求。


        上一頁 1 2 下一頁

        評論


        相關推薦

        技術專區

        關閉
        主站蜘蛛池模板: 容城县| 望奎县| 宁明县| 奎屯市| 美姑县| 大余县| 波密县| 霍山县| 正阳县| 高雄市| 电白县| 七台河市| 滨州市| 昭通市| 永平县| 湟中县| 延吉市| 卢湾区| 大同县| 青龙| 社旗县| 榕江县| 偃师市| 绍兴市| 伊吾县| 安岳县| 珲春市| 乐山市| 伊春市| 新龙县| 白沙| 义乌市| 翁源县| 镇原县| 佳木斯市| 仙桃市| 津市市| 昌都县| 石屏县| 龙里县| 蕉岭县|