HART協議的芯片設計原理

作者：佚名 2010-07-09 13:31:23

下面我們對HART協議的調制解調芯片的設計內容進行了介紹。首先我們對調制解調的原理進行了分析。之后對于芯片的引腳也做了圖解。

HART協議的應用我們已經介紹過不少了。這里我們主要闡述一下HART協議在工業中的另一種應用——調制解調器芯片SYM20C15進行應用設計。工業控制中，現場儀表普通采用4～20mA標準。為拓展現有儀表的數字化功能，使之不僅能夠傳輸測量數據，還能夠傳輸診斷信息，需要在已有的4~20mA模擬信號基礎上增加數字通信能力。目前，大量使用的Rosemount公司研制的HART協議（High Addressable Remote Transducer）現場通信協議。SYM20C15是專為實現HART協議而設計的調制解調器芯片。

HART調制解調器SYM20C15應用設計

1 HART通信協議簡介

HART協議使用頻移鍵控FSK（Frequency Shift Keying）技術，將數字信號變換為音頻信號，疊加到現場變送器和控制室之間的4～20mA電流環上來作數字通信。協議規定的信號頻率（1200Hz代表1，2200Hz代表0）和傳輸速率（1200bit/s）符合美國Bell 202標準。這些音頻正弦波的平均值為零，所以在現存的模擬信號中不增加直流成分，因此，在2根線上可以同時傳送互不影響的模擬和數字信號。正是由于HART協議的這種優點，使它成為工業現場廣泛應用的、事實上的工業標準。

2 SYM20C15引腳說明和特點

（1）SYM20C15引腳說明

HART調制解調器SYM20C15應用設計

SYM20C15為28腳PLCC封裝，其引腳說明如表1所列。#p#

表1 SYM20C15引腳說明

引　腳	名　稱	類型	功能描述	備　注
1,5,7,8,9,14			測試	接地
2,3,4,25,28			測試	空
6	/RESET	輸入	復位	低電平復位
10	OTXA	輸出	調制器輸出
11	IAREF	輸入	參考電壓	供電電源3.3V時接1.235V；供電電源5.0V時接2.5V
12	ICDREF	輸入	載波檢測參考電壓	IAREF-ICDREF=80mV
13	OCBIAS		設置工作電流	電源3.3V時連接500kΩ電阻到地；電源5.0V時連接1MΩ電阻到地
15,22	VDDA,VDD		電源	接3.3V或5.0V
16	IRXA	輸入	模擬接收濾波器輸入
17	ORXAF	輸出	模擬接收濾波器輸出
18	IRXAC	輸入	模擬接收比較器輸入
19	OXTL	輸出	振蕩器輸出	460kHz
20	IXTL	輸入	振蕩器輸入	或接外部時鐘
21	Vss		地
23	INRTS	輸入	發送請求	低電平選擇調制工作方式
24	ITXD	輸入	調制器輸入
26	ORXD	輸出	解調器輸出
27	OSD	輸出	載波檢測

（2）SYM20C15特點

◆符合HART協議物理層規范；

◆單片CMOS、低功耗、FSK調制解調器；

◆符合Bell 2020標準，傳輸率1200bit/s，半雙工；

◆單電源3.3～5V供電；

◆需外部提供460.8kHz時鐘；

◆5V供電時TTL兼容。

責任編輯：佟健來源：網絡轉載

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