专利名称：基于单片机的低成本hart通信装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及HART通信的技术，特别是涉及一种基于单片机的低成本HART通 信装置的技术。
背景技术：
HART 是 Highway Addressable Remote Transducer 的缩写，最早于 1986 年由 Rosemoimt公司开发并得到八十多家著名仪表公司的支持，并于1993年成立了 HART通信基 金会向全世界发布，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统 向数字系统转变过程中的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力， 得到了较快的发展。HART协议可以在提供现场总线的优越性的同时，保留对现有4-20mA系统的兼容 性，而且与模拟仪表相比，HART智能仪表在成本不增加太大的前提下，具有易于调试维护和 更高精度的优点，因此HART通信接口在流量计上得到了广泛应用。流量计的HART通信装置都由单片机、HART调制解调芯片及其外围电路组成；现有 流量计中，HART调制解调芯片都采用SMAR公司的HART调制解调芯片HT20C12或HT20C15， 或者AMI公司的HART调制解调芯片A5191 ；由于这些HART调制解调芯片的器件体积都较 大，而且外围电路也比较复杂，需要使用非标准晶振作为时钟输入，因此现有流量计的HART 通信装置设计及制作成本都较高，而且故障率也较高，体积也较大。
实用新型内容针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种体 积小且设计制作成本低、故障率低的基于单片机的低成本HART通信装置。为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种基于单片机的低成本HART通 信装置，包括单片机、HART调制解调芯片及其外围电路，其特征在于所述HART调制解调芯 片的时钟输入端连接振荡频率为3. 6864MHz的标准晶振，其载波信号输出端连接并输出载 波监测信号至单片机的载波信号输入端，其HART收发控制端直连单片机的HART控制信号 输出端，其串口收发端直连单片机的串口收发端，其HART通信数据输出端经电容耦合到外 部电路，其HART通信数据输入端经滤波电路连接外部电路，其参考电压输出端经滤波电容 和分压电阻连接其HART通信数据输入端；其复位端连接单片机的复位信号输出端，并经上 拉电阻连接正电压。进一步的，所述HART调制解调芯片的型号为DS8500。本实用新型提供的基于单片机的低成本HART通信装置，由于HART调制解调芯片 的外围电路的外围电路非常简单，所使用的电子元件很少，仅需要少量电容电阻实现HART 调制解调信号的滤波与整形，能极大的减少设计及制作成本，降低故障率，整体体积也相对 较小；另外，由于使用了振荡频率为3. 6864MHz的标准晶振，因此不需要定做晶振或通过外 部电路进行分频即可产生合适电路使用的频率，能进一步降低成本。
图1是本实用新型实施例的基于单片机的低成本HART通信装置的电路图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用 于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型 的保护范围。如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种基于单片机的低成本HART通信装 置，包括单片机(图中未示)、HART调制解调芯片U8及其外围电路，其特征在于所述HART 调制解调芯片U8的型号为DS8500，其时钟输入端(引脚7、8)连接振荡频率为3. 6864MHz 的标准晶振XTAL3，其载波信号输出端(引脚5)连接并输出载波监测信号0⑶至单片机的 载波信号输入端，其HART收发控制端(引脚6)直连单片机的HART控制信号输出端，其串 口收发端(引脚19、20)直连单片机的串口收发端，其HART通信数据输出端(引脚12)经 电容C20耦合到外部电路，其HART通信数据输入端(引脚14)经滤波电路连接外部电路， 其参考电压输出端(引脚13)经滤波电容C18和分压电阻R32连接其HART通信数据输入 端(引脚14)；其复位端(引脚4)连接单片机的复位信号输出端，并经上拉电阻R71连接 正电压+3. 3V。本实用新型实施例中，所述HART调制解调芯片U8的载波信号输出端(引脚5)也 可以根据需要连接到LED显示屏；本实用新型实施例中，所述HART调制解调芯片采用QFN封装，其引脚数为20个， 体禾只为5mmX 5mmX Imm ；本实用新型实施例的工作时，HART调制解调芯片U8的内部产生一个参考电压，在 芯片内部给HART通信数据输出端(引脚12) —个偏置，这样可以实现单电源供电；单片机通过串口收发端与HART调制解调芯片U8进行串行通信，并通过HART控制 信号输出端控制HART调制解调芯片U8的HART通信；HART调制解调芯片U8经HART通信数据输出端(引脚12)发送通信数据至外部电 路，外部电路的通信数据经过一次低通滤波和一次高通滤波后由HART调制解调芯片U8的 HART通信数据输入端(引脚14)送入HART调制解调芯片U8 ；HART调制解调芯片U8的参考电压输出端(引脚13)输出的参考电压分压电阻R32 分压后使HART通信数据输入端(引脚14)产生偏置。
权利要求一种基于单片机的低成本HART通信装置，包括单片机、HART调制解调芯片及其外围电路，其特征在于所述HART调制解调芯片的时钟输入端连接振荡频率为3.6864MHz的标准晶振，其载波信号输出端连接并输出载波监测信号至单片机的载波信号输入端，其HART收发控制端直连单片机的HART控制信号输出端，其串口收发端直连单片机的串口收发端，其HART通信数据输出端经电容耦合到外部电路，其HART通信数据输入端经滤波电路连接外部电路，其参考电压输出端经滤波电容和分压电阻连接其HART通信数据输入端；其复位端连接单片机的复位信号输出端，并经上拉电阻连接正电压。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述HART调制解调芯片的型号为 DS8500。
专利摘要一种基于单片机的低成本HART通信装置，涉及HART通信技术领域，所解决的是降低成本、故障率，及减小体积的技术问题。该装置包括单片机、HART调制解调芯片及其外围电路，其特征在于所述HART调制解调芯片的时钟输入端连接振荡频率为3.6864MHz的标准晶振，其载波信号输出端连接单片机的载波信号输入端，其HART收发控制端直连单片机的HART控制信号输出端，其串口收发端直连单片机的串口收发端，其HART通信数据输出端经电容耦合到外部电路，其HART通信数据输入端经滤波电路连接外部电路，其复位端连接单片机的复位信号输出端，并经上拉电阻连接正电压。本实用新型提供的装置，设计制作成本低及故障率低。
文档编号H04L27/00GK201682521SQ20102018678
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者汪铁保 申请人:上海肯特仪表股份有限公司