HART
HART（Highway Addressable Remote Transducer）协议是一种过渡性协议，它采用FSK技术，在4～20mA过程测量模拟信号上叠加了一个频率信号，使模拟信号与数字双向通讯能同时进行，互不干扰。我国目前工业现场中4～20mA标准的模拟仪表仍大量存在，HART协议起到了承前启后的作用，在我国得到了广泛的应用。
1.考虑与HART协议相结合，在设计电磁流量计智能卡时采用三CPU方案。CPU选用Motorola公司的68HC11单片机，该种型号的芯片具有体积小、功耗低、系统设计简单等特点，是所有8位单片机中功能最强的系列。CPU1控制A/D采样、D/A转换、数据处理和HART命令接口；CPU2产生矩形波励磁信号和宽脉冲采样信号（CPU2虽然任务少，功能简单，但由于它的可靠工作是整台仪表正常工作的保障，所以单独用一块单片机实现这些功能）；CPU3管理键盘操作和液晶显示（CPU3与智能板的接口可做成插拔式的，是否需要CPU3可由用户选择）。三块CPU之间的通讯采用同步串行SPI方式，CPU1为主机，CPU2和CPU3为从机.
2.A/D转电路采用AD7715芯片，这是一种用于低频测量仪器的芯片，它具有16位无误码分辨率、良好的抗干扰性等优点，可对单极输入与双极输入信号进行放大转换。在智能卡的设计中，AD7715芯片用5V单电源供电， 2.5V的双极性信号输入，其中串行数据的输入脚、输出脚和串行时钟输入脚直接与CPU1的SPI口相连。
3.D/A转换电路采用环路供电芯片AD421,其16位分辨率和60.01%的非线性度特别适合于HART智能仪表的设计。AD421自带的稳压器提供＋5V电源，同时也为MODEM供电，与CPU1通过串行接口方式相连，CPU1输出的数字信号直接进入AD421的数据输入脚。同时将AD421与HART协议的MODEM芯片相连，1200Hz和2200Hz的调制正弦波就可以加到AD421芯片输出的电流环路上，这样就可以实现数字信号与模拟信号同时输出。
4.调制解芯片（MODEM）选用SMAR公司生产的HT2012,HT2012是专门为HART产品而设计生产的。解调器通过IRXA获得FSK信号，FSK信号经解调后在ORXD输出数字信号，ORXD直接与CPU1的异步串行输入口相连。调制器通过ITXD获得CPU1异步串行输出口的数字信号，该信号经调制后在OTXA输出FSK信号，FSK信号经整形后加载到4～20mA输出回路上。INRTS启动调制解调器输出FSK信号，OCD作为载波侦听输出，在IRXA有FSK信号时变为低电平，启动CPU1读取ORXD处的解调信号。由于HT2012芯片解调部分的输入信号取自4～20mA回路，该信号必须经过带通滤波器以除去环境噪声干扰，并经触发器转换成方波进入IRXA。调制部分的输入信号取自CPU1的异步串行输出口，该信号必须在调制后经整形电路加载到4～20mA没回路。
基金会现场总线（FF）
基金会现场总线（Foundation Fieldbus）是全分布式自动化系统，其开放性数字通信能力使自动化系统具备了网络化特征，要完成的主要功能是对工业生产过程中各个参数进行测量、信号变送、控制、显示、计算等，实现对生产过程的自动检测、监视、自动调节、顺序控制和自我保护，在通讯模式上它采用全数字通讯。因为FF系统将控制功能完全下放到现场，要求仅由现场仪表即可实现完整的控制功能，也即现场仪表除了能够进行测量、计算外，彼此之间能够进行通讯接收、发送和通讯控制，智能电磁流量计以其显著的优势，不仅完全能够满足FF总线的需要，而且能够简化自身的硬件电路，降低成本，提高仪表的可靠性。
目前多家公司都生产可用作基金会现场总线通讯控制器的芯片，如日本的横河公司、富士公司，美国SHIPSTAR公司，巴西的SMAR公司等。我所在进行九五攻关课题"符合FF协议的智能电磁流量计的开发"时，选用的是SMAR公司生产的FB3050芯片。
1.该芯片符合SP50-2-1992 PART2中所规定的现场总线物理层标准，芯片设计时考虑了和各种流行的微处理器接口，既可用作现场总线上的主设备的通讯接口，也可用作从设备的通讯接口。为了减轻CPU的负担，FB3050内部设计了数据链路层地址及帧的自动识别处理器，提供了一套自动识别帧控制字和帧目的地址的逻辑机制，有了这套机制再加上DMA电路，FB3050可以不用CPU干预的情况下就能从网上全部正确接收属于本节点的信息帧。
2.网板上的CPU选用嵌入式控制中最常用的Intel80188芯片。80188存储器空间为1MB，最大IO寻址空间为64KB，并集成了一套中断控制器、两路DMA控制器、3个16位定时器、6条可编程的存储器片选线、7条可编程的IO接口片选线。鉴于80188芯片的丰富资源，在设计流量计智能卡时可以将HART智能电磁流量计智能板中CPU1中的功能完全上移至FF网板中的Intel80188芯片中。
3.A/D采样电路仍选用AD7715芯片，其数据输入输出线与80188的I/O口线相连，DRDY数据准备好线与中断线INT1相连。80188在定时器到时开中为低电平时表示数据准备好，中断响应，进入中断采样处理程序。原有的CPU2、CPU3仍可保留（CPU3由用户选择），其SPI口线可与80188的I/O线相连，用模拟SPI方式通讯。因为FF总线是全数字通讯，所以4-20mA电路部分可以省去。
总线
总线是由美国Echelon公司推出的，是众多现场总线标准中比较完善和优秀的一种。是基于网络技术的总线产品，在美国等地已有广泛应用，我国已有很多成功的应用实例，结合Echelon公司的OEM合作方式， 总线技术在我国将会有更广阔的应用前景，因此将该技术应用在智能电磁流量计中也是十分必要的。
现场控制网络是一个局部操作网络，为集散式监控系统提供了很强的实现手段。由于在系统中使用了路由器，使网络可不受通讯介质、通讯距、通讯速率的限制。智能电磁流量计与技术相结合，不仅方便了用户，而且扩大了电磁流量计的应用领域。
在总线中每一个现场设备称为节点，一个典型的现场控制节点主要包含以下几部分功能块：应用CPU、I/O处理单元、通讯处理器、收发器和电源。技术的核心是神经元芯片，它是节点的通讯协处理器，用以协调主机与节点之间的通讯与控制，以及各节点之间彼此的信息沟通。因为神经元芯片主要是利用高级主机的资源来完成复杂的测控功能，其外围电路简单、体积小，可做成插拔式的与仪表通讯卡接口。这样在设计电路时既保持了仪表通讯卡的通用性，又提高了抗干扰能力，使得仪表在网络忙时仍可独立完成监测与控制功能。
现场总线技的广泛应用是当今工业自动化发展的趋势与必然，近早、更好地将现场总线技术与工业仪表相结合，是每一个工程技术人员应该认清的方向，并为之做出积极的努力 更多资讯请登录：流量计网详情请看：www.
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