HART協(xié)議簡(jiǎn)介及在智能電磁流量計(jì)中的應(yīng)用

3.2 HT2012 與外部接口



　　HART數(shù)字信號(hào)規(guī)范是峰值為1mA、平均值為0mA正弦交流電流信號(hào),此信號(hào)經(jīng)線(xiàn)路阻抗轉(zhuǎn)化為正弦交流電壓信號(hào)，而HT2012 輸入和輸出信號(hào)是0～5V 的方波信號(hào)，因此在HT2012 和外部的HART 信號(hào)之間還需要有濾波電路和整形電路。



　　如圖3所示，由TLC27 組成的濾波器是帶通濾波器，用來(lái)減少接收信號(hào)的噪聲干擾。濾波器還用來(lái)消除波形中的尖峰，從而使接收到的信號(hào)變得平緩。TLC37 組成的數(shù)字方波產(chǎn)生回路把經(jīng)過(guò)TLC27 濾波后的正弦波轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的方波，以便于HT2012 接收。

　　如圖4所示，緩沖器74HC126 的作用是使方波的上升沿和下降沿趨于平緩,使信號(hào)滿(mǎn)足HART 物理層規(guī)范所要求的信號(hào)波形上升沿和下沿的時(shí)要求，因?yàn)檩^平緩的上升沿和下降沿時(shí)間可以降低與其它網(wǎng)絡(luò)間的串?dāng)_。



　　HT2012需要外部提供460.8kHz的時(shí)鐘信號(hào)，且要求時(shí)鐘頻率的誤差是±0.1%，若直接入一個(gè)460.8kHz的晶振不僅會(huì)引起系統(tǒng)功耗的增加，而且該晶振屬于非標(biāo)準(zhǔn)晶振，需專(zhuān)門(mén)定制。為了解決這一問(wèn)題，在系統(tǒng)中采用一片1.8432MHz的晶振以產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，再經(jīng)分頻器CD4013進(jìn)行4分頗，可輸出1.8432MHz /4=460.8kHz的分頻信號(hào)供HT2012使用。



　　AD421其內(nèi)部的電壓調(diào)節(jié)器與外部的場(chǎng)效應(yīng)管DN25D對(duì)輸入到AD421的電壓進(jìn)行調(diào)整，可提供+3.3V電壓作為其他設(shè)備的電源。HART發(fā)出的FSK信號(hào)，經(jīng)過(guò)一個(gè)電容耦合送到AD421中，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的±0.5mA正弦電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)到電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換，同時(shí)，疊加在4～20mA的電流上送給接收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了HART協(xié)議的信息的交換。本電路耦合電容取為0. 0033μF。

4 HART通訊協(xié)議的軟件實(shí)現(xiàn)



4.1 智能電磁流量計(jì)串口中斷程序[5]



　　在串行口中斷服務(wù)程序中，首先保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，然后判斷是接收中斷還是發(fā)送中斷，若為接收中斷則執(zhí)行接收服務(wù)子程序，否則執(zhí)行發(fā)送服務(wù)子程序。中斷處理結(jié)束后，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)并返回系統(tǒng)主程序。HART通信采用水平和垂直校驗(yàn)的方法。當(dāng)檢測(cè)到接收數(shù)據(jù)有差錯(cuò)時(shí)，則等到主設(shè)備命令幀發(fā)完后，通知主設(shè)備數(shù)據(jù)接收有誤。主設(shè)備則重新發(fā)命令幀，從而保證通信的準(zhǔn)確可靠。HART串口中斷子程序流程圖如圖5所示。