基于ＨＡＲＴ协议的智能压力变送器通信模块的研究
[摘要]详细介绍HART通信的基本原理。提出以微处理器msp430单片机为核心，以调制解调芯片HT20C15为通信芯片的通信模块的设计。
[关键词]HART协议 频移键控 串行通信
中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2009）0110038-01
一、HART协议简介
HART（Highway Addressable Remote Transducer）协议即可寻址远程传感器高速通道开放通信协议，是美国Rosemen公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART协议采用半双工通讯，参考ISO/OSI开放系统互联模型，采用了它的简化三层模型结构，即第一层物理层、第二层数据链路层和第七层应用层。
第一层：物理层。规定了信号的传输方法、传输介质，为了实现模拟通信和数字通信同时进行而又互不干扰，HART协议采用频移键控技术FSK，即在4～20mA模拟信号上叠加一个频率信号，频率信号采用Be11202国际标准，数字信号的传送波特率设定为1200bps，1200Hz代表逻辑'1“，2200Hz代表逻辑'0“，信号幅值0.5mA。由于FSK信号的平均值为0，所以不影响传送给控制系统的模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性[1]。
第二层：数据链路层。规定了HART帧的格式，实现建立、维护、终结链路通讯功能。HART协议根据冗余检错码信息，采用自动重复请求发送机制，消除由于线路噪音或其他干扰引起的数据通讯出错，实现通讯数据无差错传送。第七层：应用层。为HART命令集，用于实现HART指令。命令分为三类，即通用命令、普通命令和专用命令。
二、智能变送器的硬件设计
智能现场仪表要求使用4～20mA传统传送测量结果，使用HART协议数字通信的方式和控制设备交换仪表设置参数、中间测量数据、校准参数等信息。所以HART协议通信模块需要完成测量结果的数字码到4～20mA模拟信号的DA转换，以及上述诸多其他信息的HART协议数字通信。系统总体框图如图1所示。
传感器通过震荡电路，将金属电容传感器的电容变化信号，转化为与压力有关的电信号，该信号通过放大，调理后送入模数转换器。本设计得模数转换芯片采用的式AD7799。它是AD公司的一款新型、高精度、宽动态范围、24位AD转化...
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