电子产品世界

传统的HART(Highway Addressable Remote Transducer)变送器的功能比较单一，只有温度、压力、位移、电磁流量等物理量的单一测量，传感器输出微弱的电压或电流信号。由于这些传感器的负载阻抗、激励方式、输入信号灵敏度、补偿方式均不相同，所以以往的变送器均要求设计不同的配套电路与相应的传感器配合，给生产制造部门和采购部门带来很多不便，也使供货周期延长，本文研究的智能型HART通用变送器不仅保留了传统仪表的4 mA~20 mA的模拟信号的输出，并且通过HART协议实现双向数字通信。它可与任何符合HART协议的手操器或控制系统互连;通过手操器或上位机可远程设定变送器的类型、供电方式(恒压源供电或者恒流源供电)、零点、量程、工程单位和阻尼时间等基本信息和参数。

1 系统硬件电路设计

微处理器是HART智能变送器的核心中枢，协调各个模块正确有序工作。目前市面上用的较多的是51系列单片机，但51系列单片机绝大部分仍然采用8 bit中央处理器，对于像HART通信这样对运算速度要求比较高的硬件系统来说，8 bit处理器已不能满足要求。另外51单片机内部的硬件资源比较少，单片机要与外围电路如液晶显示模块、A/D转换模块、D/A转换模块、UART通信模块等进行通信，而51单片机的外围扩展口有限，很显然不满足要求。本硬件系统中的MCU采用摩托罗拉公司生产的MC9S12E64[3]，该芯片与普通的微处理器芯片相比，有更多的优点。MC9S12E64采用模块化结构和16 bit的中央处理器CPU,最高总线速度8 MHz,大大提高了运算速度和精度。

1.1 系统方案设计

为了满足多通道数据测量和低功耗，硬件电路主要包括：MCU微处理器模块;A/D转换模块;HA