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正文摘录:

2007年第4期总第243基于HART—HT2012的数字传感器的设计与开发梁玉红(湖北汽车工业学院湖北十堰442002)摘要：HART是高速可寻址远程传感器数据通路。介绍HARTMODEMHT2012和智能数字传感器接口模块ADIB60的结构特性，研究了基于HART—HT2012的数字传感变送器的系统构成，设计了AT89C51与HT2012和ADIB60的硬件接口以及HT2012与传输介质的接口，给出了系统软件以及数据通信的程序设计。由HT2012与单片机AT89C51和ADIB60组成的数字传感变送器，实现了远程点对点的数据采集和传输，可应用于遥测遥控领域。关键词：HARTMODEM；HT2012；远程数据通信；单片机；ADIB60数字传感器；遥控遥测应用中图分类号：TP212文献标识码：B文章编号：1004—373X(2007)04—023—05DesignandDevelopmentofDigitalSensorBasedonHART—HT2012LIANGYuhong(HubeiAutomotiveIndustriesInstitute，Shiyan，442002，China)Abstract：TheprincipleandfunctionoftheHT2012modemandtheADIB60sensoraredescribedinthispaper,andthesystemarchitectureofdigitalsensoroflong—distancedatacommunicationbasedonHARTprotocolisintrodueed.Thehard—wareinterfaceofthesystemisenumerated.ItalsoanalyzestheprogrammingatdatacommunicationandthedesignofDoint—to—pointsensordataacquisitionandtransmissionisrealized，itisapplicatedinremotecontrolandremotemeasure.Keywords：HARTMODEM；HT2012；long—distancedatacommunication；singlechip；ADIB60datasensor；remotecon—trolandremotemeasture1引言HART智能数字变送器。HART(HighwayAddressableRemoteTransducer)是高速可寻址远程传感器数据通路，用于智能化仪表与控制系统间的数据传输协议。HART协议以国际标准组织ISO的开放性系统互联模型为参照，采用在模拟信号上叠加FSK(频移键控)数字信号，使用OSI的物理层、数据链路层和应用层，既保持4～20mA模拟信号的工业标准，又实现了以数字形式传输过程和变送器数据的功能。HART协议已广泛应用于压力、温度、物位、流量、密度及分析智能仪表领域。HT2012允许用户在微处理器与模拟控制回路之间通过HT2012MODEM集成电路来实现HART信号的调制与解调过程。ADIB60是美国ADI公司推出的智能传感器接VI界面集成电路芯片，将单片机与ADIB60接口形成传感器数据采集系统，可大大简化传感器系统的设计。ADIB60是完整的工业用数字化传感器接口模块，对各种低电平信号(重量、压力、湿度等)直接接口和处理，可以直接从热电偶(TCS)、RTD、应变计(STRAINGAGE)、V或mV级信号源中接收输入信号，执行激励、补偿、限幅和线性化处理，并以工程单位(标准波特率)通过一对串行口输出数据。因此，将单片机、ADIB60和HT2012芯片结合起来形成基于HART技术的数字传感器系统，通过单片机AT89C51的控制，设计成符合远距离数据传输工业标准的收稿日期：2006—06—272HT2012的结构性能SMAR公司生产的HT2012是一种工作在Bell202标准下的半双工HART。Modem，是采用FSK技术的CMOS低功耗调制解调器。HT2012芯片用来实现HART协议中通讯信号的解调及调制过程，为过程控制仪表和其他低功耗设备提供HART通讯能力。HT2012的传输速率为1200b／s，工作频率为1200Hz(逻辑1)和2200Hz(逻辑0)。HT2012的特性为：工作在Bell202标准下，通信速率为1200b／s；工作频率为1200～2200Hz；低功耗(最大为40tLA)；载波监听功能；采用频移键控技术(FSK)；l200波特率的接收和发送频率；3～5V的工作电压；与CMOS和DTL电路相兼容；最优的本安特征；使用CMOS技术制造，16脚或28脚封装形式。其内部结构如图1所示，包含时钟、解调器、调制器和载波监测器等4个功能模块。其中时钟模块接受外部输入的460.8kHz(±0.1％)时钟，用于建立内部各种时钟信号，通过460.8kHz÷5.5÷70—1196.9Hz和460.8kHz÷3÷70—2194.3Hz产生表示0的1200Hz和表示I的2200Hz两种频率，实现FSK。另外还产生19.2kHz从2脚输出供外部电路使用。解调器读取从IRXA输入的FSK调制方波的数字脉冲信号，在INRTS为逻辑1时解调器使能，输入频率为1200Hz+10Hz或2200Hz+20Hz时解调为0或1逻辑，输入IRXA的不23