智能電氣定位器的HART通訊接口開發(fā).pdf

1、現(xiàn)場總線是目前國際上過程控制領(lǐng)域的一個熱點。通過現(xiàn)場總線數(shù)字通信技術(shù)可以延伸到現(xiàn)場級儀表,給工業(yè)控制系統(tǒng)帶來一場革命。在傳統(tǒng)模擬儀表向全數(shù)字化儀表轉(zhuǎn)變的過程中,HART通信協(xié)議作為一種過渡協(xié)議應(yīng)運而生,并且現(xiàn)已成為智能儀表“事實上”的標(biāo)準(zhǔn)。目前智能化現(xiàn)場設(shè)備的國內(nèi)市場大部分被國外大公司所控制。為了適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場需要,滿足國內(nèi)現(xiàn)場工業(yè)儀表對現(xiàn)場通信方面的要求,本人以本實驗室已成功開發(fā)的智能閥門定位器為基礎(chǔ),對HART協(xié)議在智能儀表領(lǐng)域的應(yīng)用

2、做了一些有益嘗試,并最終開發(fā)了智能電氣定位器的HART通訊接口。
　　 HART協(xié)議規(guī)范是本課題研究和開發(fā)的基礎(chǔ)。首先,本文對HART協(xié)議作了一個比較全面的分析,介紹了HART協(xié)議與OSI/ISO七層協(xié)議的對應(yīng)關(guān)系,通過深入研究HART協(xié)議物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的定義和功能,掌握了HART協(xié)議的工作機(jī)理。
　　 其次,基于對HART通信協(xié)議的理解,結(jié)合智能閥門控制系統(tǒng)要求,給出了HART通訊接口的硬件設(shè)計方案分析,包

3、括芯片選型、系統(tǒng)低功耗分析。在硬件電路設(shè)計上較為詳盡的介紹了電源產(chǎn)生電路、HART調(diào)制解調(diào)模塊、HT2015與MCU接口電路、接收帶通濾波電路、輸出整形發(fā)送電路以及時鐘產(chǎn)生電路等。最終完成了兩塊電路板的開發(fā)——PC機(jī)HART調(diào)制解調(diào)器和定位器HART接口卡。在軟件設(shè)計上,根據(jù)智能電氣閥門定位器的功能要求,給出了命令系統(tǒng)設(shè)計方案。在深入理解HART通信協(xié)議各個狀態(tài)轉(zhuǎn)換模型的基礎(chǔ)上,采用C語言在單片機(jī)MSP430中編程完成了下位機(jī)部分軟件開