利用現場總線設計電磁流量計智能卡
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為了適應市場的需要，國內外各大公司紛紛推出新一代的各具特色的智能化流量儀表，其中結合現場總線技術的智能電磁流量計的開發尤為引人注目，這是由于電磁流量計的特點決定的。
1)在各種流量儀表中，電磁流量計涉及的智能化功能最多，智能化技術的應用不僅有利于提高電磁流量計的性能，而且易于與現場總線技術相結合。
2)電磁流量計的用途十分廣泛，從流域治理到社區建設，特別是新興環保行業的發展，將進一步推廣電磁流量計的應用。
現場總線技術的優勢在于簡化對現場設備的監控和管理，以網絡管理逐步取代傳統的分散型控制系統。智能化電磁流量計以其自身的智能化技術與現場總線技術相結合，將能極大地滿足各個領域對其應用的要求。目前我國在工業領域應用較廣泛地總線技術有：HART通信協議,基金會現場總線,LONWORKS技術等，下面分別介紹智能電磁流量計與這些現場總線相結合時智能卡的設計。
HART
HART（Highway Addressable Remote Transducer）協議是一種過渡性協議，它采用FSK技術，在4～20mA過程測量模擬信號上疊加了一個頻率信號，使模擬信號與數字雙向通訊能同時進行，互不干擾。我國目前工業現場中4～20mA標準的模擬儀表仍大量存在，HART協議起到了承前啟后的作用，在我國得到了廣泛的應用。
1.考慮與HART協議相結合，在設計電磁流量計智能卡時采用三CPU方案。CPU選用Motorola公司的68HC11單片機，該種型號的芯片具有體積小、功耗低、系統設計簡單等特點，是所有8位單片機中功能最強的系列。CPU1控制A/D采樣、D/A轉換、數據處理和HART命令接口；CPU2產生矩形波勵磁信號和寬脈沖采樣信號（CPU2雖然任務少，功能簡單，但由于它的可靠工作是整臺儀表正常工作的保障，所以單獨用一塊單片機實現這些功能）；CPU3管理鍵盤操作和液晶顯示（CPU3與智能板的接口可做成插拔式的，是否需要CPU3可由用戶選擇）。三塊CPU之間的通訊采用同步串行SPI方式，CPU1為主機，CPU2和CPU3為從機.
2.A/D轉換電路采用AD7715芯片，這是一種用于低頻測量儀器的芯片，它具有16位無誤碼分辨率、良好的抗干擾性等優點，可對單極輸入與雙極輸入信號進行放大轉換。在智能卡的設計中，AD7715芯片用5V單電源供電，+2.5V的雙極性信號輸入，其中串行數據的輸入腳、輸出腳和串行時鐘輸入腳直接與CPU1的SPI口相連。
3.D/A轉換電路采用環路供電芯片AD421,其16位分辨率和60.01%的非線性度特別適合于HART智能儀表的設計。AD421自帶的穩壓器提供＋5V電源，同時也為MODEM供電，與CPU1通過串行接口方式相連，CPU1輸出的數字信號直接進入AD421的數據輸入腳。同時將AD421與HART協議的MODEM芯片相連，1200Hz和2200Hz的調制正弦波就可以加到AD421芯片輸出的電流環路上，這樣就可以實現數字信號與模擬信號同時輸出。
4.調制解調芯片（MODEM）選用SMAR公司生產的HT2012,HT2012是專門為HART產品而設計生產的。解調器通過IRXA獲得FSK信號，FSK信號經解調后在ORXD輸出數字信號，ORXD直接與CPU1的異步串行輸入口相連。調制器通過ITXD獲得CPU1異步串行輸出口的數字信號，該信號經調制后在OTXA輸出FSK信號，FSK信號經整形后加載到4～20mA輸出回路上。INRTS啟動調制解調器輸出FSK信號，OCD作為載波偵聽輸出，在IRXA有FSK信號時變為低電平，啟動CPU1讀取ORXD處的解調信號。由于HT2012芯片解調部分的輸入信號取自4～20mA回路，該信號必須經過帶通濾波器以除去環境噪聲干擾，并經觸發器轉換成方波進入IRXA。調制部分的輸入信號取自CPU1的異步串行輸出口，該信號必須在調制后經整形電路加載到4～20mA沒回路。
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