基于A5191HRT和AD421的HART協(xié)議通信模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
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其中Loop+和Loop-分別是電流環(huán)路的兩個端口；從MCU輸入DAC的數(shù)字碼是通過三線接口實現(xiàn)的，分別是時鐘線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)計包括AD421的控制和HART通信協(xié)議的軟件程序設(shè)計。前者較為簡單，后者包括HART協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層和應用層的軟件設(shè)計，是整個模塊軟件設(shè)計的主體和關(guān)鍵。
HART協(xié)議通信模塊的通信過程首先由主機（上位機）發(fā)送命令幀發(fā)起，現(xiàn)場儀表作為從設(shè)備使用中斷調(diào)用子程序的方法完成接收和應答。現(xiàn)場儀表在上電或看門狗復位后，主程序首先對HART協(xié)議通信模塊進行初始化，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)。上位機發(fā)送命令時，A5191HRT的載波檢測輸出OCD變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)UART中斷，程序進入接收過程。MCU完成主機命令的接收、解釋并執(zhí)行相應的操作后，按一定格式生成應答幀并送入發(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幀、回復應答幀的程序流程圖。
HART協(xié)議通信模塊通過上圖所示的中斷調(diào)用子程序的方法，完成現(xiàn)場儀表和主機之間的通信，可以使主機完成對現(xiàn)場儀表的工作參數(shù)設(shè)置、測量結(jié)果讀取、儀表檢測等工作。
結(jié)論
實踐證明，上述的HART協(xié)議通信模塊的實現(xiàn)方法切實可行，具有電路設(shè)計簡單、工作可靠性高的優(yōu)點，具有很好的參考價值和實用性。HART技術(shù)在國外已經(jīng)很成熟，并以其自身突出的優(yōu)點而成為智能控制領(lǐng)域中應用最廣泛的現(xiàn)場通信協(xié)議，在今后的很長一段時期內(nèi)，HART技術(shù)將在我國現(xiàn)場儀表的智能化改造和研制中發(fā)揮重要的作用。
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