HART协议简介及在智能电磁流量计中的应用

3.2 HT2012 与外部接口



　　HART数字信号规范是峰值为1mA、平均值为0mA正弦交流电流信号,此信号经线路阻抗转化为正弦交流电压信号，而HT2012 输入和输出信号是0～5V 的方波信号，因此在HT2012 和外部的HART 信号之间还需要有滤波电路和整形电路。



　　如图3所示，由TLC27 组成的滤波器是带通滤波器，用来减少接收信号的噪声干扰。滤波器还用来消除波形中的尖峰，从而使接收到的信号变得平缓。TLC37 组成的数字方波产生回路把经过TLC27 滤波后的正弦波转变成相应的方波，以便于HT2012 接收。

　　如图4所示，缓冲器74HC126 的作用是使方波的上升沿和下降沿趋于平缓,使信号满足HART 物理层规范所要求的信号波形上升沿和下沿的时要求，因为较平缓的上升沿和下降沿时间可以降低与其它网络间的串扰。



　　HT2012需要外部提供460.8kHz的时钟信号，且要求时钟频率的误差是±0.1%，若直接入一个460.8kHz的晶振不仅会引起系统功耗的增加，而且该晶振属于非标准晶振，需专门定制。为了解决这一问题，在系统中采用一片1.8432MHz的晶振以产生时钟信号，再经分频器CD4013进行4分颇，可输出1.8432MHz /4=460.8kHz的分频信号供HT2012使用。



　　AD421其内部的电压调节器与外部的场效应管DN25D对输入到AD421的电压进行调整，可提供+3.3V电压作为其他设备的电源。HART发出的FSK信号，经过一个电容耦合送到AD421中，转换成相应的±0.5mA正弦电流信号，实现电压信号到电流信号的转换，同时，叠加在4～20mA的电流上送给接收设备，实现了HART协议的信息的交换。本电路耦合电容取为0. 0033μF。

4 HART通讯协议的软件实现



4.1 智能电磁流量计串口中断程序[5]



　　在串行口中断服务程序中，首先保护现场，然后判断是接收中断还是发送中断，若为接收中断则执行接收服务子程序，否则执行发送服务子程序。中断处理结束后，恢复现场并返回系统主程序。HART通信采用水平和垂直校验的方法。当检测到接收数据有差错时，则等到主设备命令帧发完后，通知主设备数据接收有误。主设备则重新发命令帧，从而保证通信的准确可靠。HART串口中断子程序流程图如图5所示。