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基于A5191HRT和AD421的HART协议通信模块的设计与实现(图)

摘 要：首先叙述hart通信协议的发展和协议的层次结构，针对某现场仪表的hart协议远程通信模块的设计与实现的要求，完成了基于hart调制解调器a5191hrt和电流环数模转换器ad421的hart协议通信模块的软硬件设计。关键词：hart协议；串行通信；频移键控 引言---hart(highway addressable remote transducer，可寻址远程传感器高速通道)通信协议由美国rose-mount公司于20世纪80年代中期推出，之后又进行了修订和增补，作为开放标准由hart通信基金会hcf向全世界发布，主要用于现场智能仪表和控制室系统间进行数字通信。由于兼容传统的4～20ma模拟系统的hart通信协议具有诸多优点，发展至今，它已被世界上三分之二以上的现场设备所采用，成为智能工业控制领域事实上的国际标准。---在研制某智能现场仪表的过程中，使用单片hart调制解调器a5191hrt和数模转换器ad421设计实现了其中的hart协议远程通信模块，具有高精度、低功耗、低成本、工作可靠性高的优点。 hart协议简介 ---hart协议是一种兼容现行

基于HART协议的智能变送器设计

收调制位速率1200bps。 ht2012使用1200hz("1")和2200hz（"0"）bell 202信号频率，cmos、ttl兼容。 th2012具有载波检测输出端ocd，低电平有效，表示对方通信芯片准备进行载波发送，改进了通信的实时性和灵活性。另外，19.2khz时钟信号输出，也为应用提供了方便。 2.d/a及v/i转换器 为将数字频率信号转换为±0.5ma的频率信号，叠加在两线的4～20ma电流环上，还需要附加耦合电路，这样必然会造成更多的功耗开销。而美国a/d公司的产品ad421[2]，是专为hart协议智能仪表设计的，包括4～20ma电流环的16位d/a转换器。它与hart协议兼容，其开关电流源和滤波器功能块，可hart电压信号向±0.5ma电流信号的转换，为应用带来方便。 ad421基本性能：（1）4～20ma输出；（2）hart兼容，能用于标准hart fsk协议通信；（3）16位分辨率；（4）±0.01%积分的非线性；（5）3v、3.3v或5v可调节电压输出及2.5v和1.25v精度参考，用于自身和系统其他器件；（6）vcc=5v供电时，750μa最大静态电流

A5191HRT型HART调制解调器的原理与应用

摘 要：首先介绍a5191hrt型hart调制解调器的原理。a5191hrt内部集成了符合bell202标准的较完整的调制解调电路，与微处理器接口方便，便于构建智能现场仪表的hart协议通信模块电路。最后给出某智能现场仪表基于a5191hrt和ad421型电流环数，模转换器的hart协议通信模块设计。 关键词：hart协议；串行通信；频移键控；调制解调器 1 引言 20世纪70年代中期，工业控制仪表发展为统一的二线制4 ma~20 ma电流环标准模拟信号体制。80年代后，数字技术的发展使大量智能控制仪表采用了微控制器(mcu)，仪表与控制设备之间传输的信息量增加，迫切需要一种全数字双向通信规范。美国rose—mount公司制定的hart协议是兼容现行4 ma一20 ma模拟系统的过渡性现场总线标准，得到了非常广泛的应用，成为智能工业控制领域事实上的国际标准。 ami semiconductor公司的a5191hrt型hart调制解调器用于构建智能现场仪表的hart协议通信模块，具有外围电路简单和工作可靠性高等特点。 hart(highway addressable re

HART通信协议在现场仪表远程通信中的实现(图)

直接将数字信号转换成4～20ma电流输出，以输出主要的变量。bell202 modem及其附属电路的作用是对叠加在4～20ma环路上的信号进行带通滤波放大后，hart通信单元如果检测到fsk频移键控信号，则由bell202 modem将1200hz的信号解调为“1”，2200hz信号解调为“0”的数字信号，通过串口通信交mcu，mcu接收命令帧，作相应的数据处理。然后，mcu产生要发回的应答帧，应答帧的数字信号由modem调制成相应的1200hz和2200hz的fsk频移键控信号，波形整形后，经ad421叠加在环路上发出。 d/a变换器采用ad421，它是美国adi公司推出的一种单片高性能数模转换器，由环路供电，16位数字信号以串行方式输入，可以将数字信号直接转换成4～20ma电流输出。它提供了高精度、全集成、低功耗的解决方案，采用16引脚dip、tssop、soic封装，可实现低成本的远程智能工业控制。ad421包括串行输入16位 d/a(数字/电流 )转换，除自身用电外，还提供可选择的 (5v，3.3 v或 3 v)稳压输出供变送器其他部分用电。 hart modem采用 smar公司的

基于HART协议的高精度温度控制器设计

和总线化仪表的一代。本文将微处理 技术和hart 协议通信技术引入温度控制器中，实现了高精度、多功能的可编程两线制 hart 协议的高精度温度控制器。 2 温度控制器的硬件原理概述 基于hart 协议的高精度温度控制器的电路原理框图，如图1。连接hart 协议温度 控制器的两条线既是电源线又是4～20ma 输出（控制）信号线和hart 信号线，对hart 协议温度控制器供电的电流被限制在4ma 以下（报警情况为3.6ma），4ma 以上部分为信 号。 采用ad 公司生产ad421 实现a/d、v/i 功能，ad421 是一款低功耗多功能芯片，其内部集成有16 位a/d 及v/i 和电压调整电路。dc/dc 是采用开关电源原理设计的电源隔离 器，通过dc/dc 给基于hart 协议的温度控制器信号输入和a/d 电路供电。使用低驱动电 流的光电隔离器作信号隔离，实现hart 协议温度控制器传感器小信号输入与输出信号和 外部电源隔离，同时实现温度控制器的低电流消耗要求。 电路工作原理是:温度传感器信号经滤波送ad7714 放大并转换为相应的数字信号，经 光耦hp4731

4～20mA电流环输出式数模转换器AD421的基本电路图

　　采用5V电源时，AD421的基本接线如图所示。图中，AD421的电压调整器与外部耗尽型场效应调整管DN25D一起给AD421及其他器件供电，UCC端接2.2μF的退耦电容，以保证电压调整器的输出稳定并吸收AD421和其他器件产生的尖脉冲。当AD42...

由4～20mA电流环输出式数模转换器AD421构成的4～20mA智能变送器的电路

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由AD421构成的基于HART协议(高速可寻址远程传感器通信协议)的智能变送器

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4～20mA电流环输出式数模转换器AD421的基本接线

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• AD421

  电流输出4～20mA；HART兼容；16位分辨率和单调性；±0.01％积分非线性；稳压器输出5V或3V；2.5V和1.5V精度基准；750A最大静态电流；灵活的高速串行接口；16引脚SOIC封装；可编程报警电流能力

一种新型液位传感器及变送器的设计

和若干分布在测杆内干簧管阵列电路板上的串—并移位寄存器74hc164构成类似扫描键盘阵列电路结构。干簧管位于行和列的交叉点上。 通过控制移位寄存器的输出，使各列依次变为低电平(“0”)状态，然后检测各行(p1.0~p1.3)的状态。如果某行为低电平(“0”)状态，则该行与处于低电平状态列的交叉点上的干簧管为闭合状态，由此就确定了浮子的位置，即液面位置。由于任一干簧管的位置是唯一确定，故对应于任一干簧管的液位也就唯一确定了。 变送器电路采用美国ad公司的高性能数模转换器ad421芯片。其采用σ-δdac结构，16位分辨率，标准三线串行数据输入接口，4~20ma电流环路输出。变送器24v电源经过片内电压调整电路和调整管(dn25d)，可提供+5v、+3.3v或+3v的外部电路工作电源。同时还能提供+1.25v、+2.5v基准电源。 电容c1、c2、c3与片内dac后时序滤波器相联，cpu可以在时钟端clock的上升沿将数据装入数据端data，输入至内部移位寄存器，在latch上升沿锁存到dac锁存器，从而完成数字信号到4~20ma标准电流信号的转换。

一种新型悬浮陀螺式质量流量计的研究

度分布不均匀，导致这两端的速度梯度不一样，在两端产生的切向力不相等，且作用力方向恰好相反，从而产生不平衡力矩。随着小球的摇摆角度的增加，该不平衡力矩也增大，当力矩大到足以克服小球的转动惯量时，小球就旋转起来了。 4. 器件的选取 整个悬浮陀螺质量流量计是由流量传感器、a/d转换器、微控制器、程序和参数存储器、d/a转换器、lcd液晶显示和通讯模块组成。结构概图如图2所示。a/d转换芯片选用的是ad7715；微处理器选用的是pic16c73；e2prom选用的是93lc86；d/a转换芯片选用的是ad421；hart mo-dem使用的是symbios logic公司的20c15（该芯片可用于实现hart协议物理层的要求）。在此只列出所选用的相应器件，具体的应用情况略。 软件设计主要可分为两大部分：测控软件和通讯软件。测控软件包括：a/d采样程序、非线性补偿程序、计算、d/a输出程序等。hart通讯软件实质是hart协议的数据链路层和应用层的软件实现。通讯程序采用串行口中断方式进行数据的接收和发送。 进行完理论上的研究之后，我们又在实验管线上进行了一系列的实验。由于温度、压力的变化比较小，可以

4～20mA电流环输出式数模转换器AD421的基本接线

相关元件pdf下载：ad421 采用5v电源时，ad421的基本接线如图所示。图中，ad421的电压调整器与外部耗尽型场效应调整管dn25d一起给ad421及其他器件供电，ucc端接2.2μf的退耦电容，以保证电压调整器的输出稳定并吸收ad421和其他器件产生的尖脉冲。当ad421的工作电压选+3v时，在com、looprtn端之间应接16kω的电阻，以调整ad421的增益。为了稳定电压调整器的工作，在ucc与com端之间应接一只电源退耦电容，并且在comp、drive端之间接0.01μf的电容，还要在drive、com端之间并联上1kω电阻和1000pf电容。若将ad421内部2．5v基准源(ref out2端)直接作为ref in端的输入基准电压，则应在ref in端与地之间接4．7μf退耦电容。3个外部滤波电容分别为c1、c2和 c3，而滤波电阻已集成到芯片中。通常取c1=c2=0．01μf，c3=0．0033μf。c1～c3应选用介质损耗系数很低的电容器。

由4～20mA电流环输出式数模转换器AD421构成的4～20mA智能变送器的电路

相关元件pdf下载：ad421 ad7714 89c51 由ad421构成4～20ma智能变送器的电路如图所示。其中，微处理器可作为线性化处理和通信。该变送器的模/数转换器采用ad7714(或ad7715)型高分辨率∑-△式adc。 ad7714内部包含了可编程增益放大器(增益调节范围是1～128)。变送器的工作原理如下：传感器产生的10mv模拟信号首先加到ad7714的输入端，完成模／数转换并利用ad7714的数字校准技术来消除增益误差及失调误差；然后由89c51单片机读取ad7714的数据并进行线性化处理，再经过串行口送至ad421转换成4～20ma的电流信号，最后经电流环路送给控制中心。ad421的工作电压为+3.3v。ad7714、ad421的基准电压分别由列强out1、ref out2来提供。

由AD421构成的基于HART协议(高速可寻址远程传感器通信协议)的智能变送器

相关元件pdf下载：ad421 89c51 ad7714 ht20c12 bell202 由ad421构成的基于hart协议的智能变送器框图：其应用电路：

求助ad421

求助ad421有用过ad421的朋友吗?我正在调试ad421的4~20ma的模拟输出，使用mos管为dn2535，电路参考datasheet上面的。现在我直接量loop+和loop-直接的电流为300ma以上，输入数字变化的时候，可以量的loop rtn端的电压有微小的变化。nylyt, highway你们的都调出来了吗？帮帮我

有人用过AD421吗

有人用过ad421吗我在用ad421时输出电流不稳定,多数是20ma,但偶尔会出现32ma的电流.用示波器观看mcu与ad421之间的波形正常,用过的朋友你门是怎么做的?

AD421的问题？

ad421的问题？请教大家： ad421我把lv和com相连，但vcc只有2.55v，dn25d是选用的2sk30，而且把lv连vcc端，也是2.55v。loop+我接15v。请问是什么问题？

4-20mA电流转换电路

可以用ad421用ad421就行了，原来我就用的ad421,很好用，但是老板说成本太高，只能用运放搭，苦，对此不熟悉，哪位能给个参考电路，上面的电路不知是否可用。

关于AD421

关于ad421现在用ad421输出4~29ma的电流,可就是没输出来,请问有哪位大虾有成熟的驱动程序,给个参考,最好是c语言的,当然有汇编的我同样很感激.谢谢.我的email是 ldl512-7@163.com