一种便携式hart分析仪平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种现场总线通信系统，属于工业自动控制领域，具体涉及一种便携式HART分析仪平台。
【背景技术】
[0002]可寻址传感器数据通路HART 协议(Highway Addressable Remote Transducer)使用Bell202频移键控(FSK)标准，在4?20 mA的模拟信号上叠加FSK数字信号，使得HART协议智能仪表在不干扰4-20mA模拟信号的同时允许双向数字通讯。4_20mA模拟和HART数字通讯信号能在一条线上同时传递。
[0003]艾默生Rosemount (美国罗斯蒙特)Hart手操器通讯器是一种工业用手持式通讯器，支持HART现场总线设备，使操作者可以在现场配置或排除故障。目前的单价为二万五千元左右，售价不菲。尽管它功能完善、齐全，但对于某个应用现场会有许多功能不能发挥出来，分析比较最接近的发明专利201210 2696 2 2.5，公开了基于单片机的HA RT调制解调器及其实现方法，但是专利中使用分离元件搭建调制解调外围电路，抗干扰能力弱，专利中采用单片机完成调制解调算法，速度不理想；分析比较最接近的实用新型专利20102018728.X，公开了基于单片机的低成本HART通信装置，但是专利中只涉及了另外一种MODEM芯片DS8500的实现方法，并且没涉及电子开关的设计，电子开关主要负责从机平台接收发送音频信号的半双工通信的切换，且专利没有涉及主机平台的设计以及与主机平台的通信接口 USB接口电路设计。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、产品价格便宜、性能好、抗干扰能力强和运算速度快的便携式HART分析仪平台。
[0005]为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种便携式HART分析仪平台，包括便携式电脑，及和便携式电脑连接的USB通信电路，及和USB通信电路连接的单片机控制电路，及和单片机控制电路连接的调制解调电路和显示电路，及和调制解调电路连接的电子开关电路，及和电子开关电路连接的电流环路。
[0007]作为优选，所述调制解调电路还和电流环路相互连接。
[0008]作为优选，所述单片机控制电路还和电子开关电路相连接。
[0009]作为优选，所述单片机控制电路采用AVR单片机ATMEGA162芯片。
[0010]作为优选，所述调制解调电路采用A5191HRT芯片，精简了调制解调电路，并增强了抗干扰能力。
[0011]作为优选，所述A5191HRT芯片外围还设置有时钟电路，所述时钟电路采用标准晶振ZTE460E晶振，降低了产品成本。
[0012]作为优选，所述HART分析仪平台的分析结果由便携式电脑，即主机平台来显示，内容更丰富，表达更准确。
[0013]本实用新型的有益效果是:本实用新型便携式HART分析仪平台分别设置有便携式电脑、USB通信电路、单片机控制电路、调制解调电路、显示电路、电子开关电路、电流环路，其解决国外HART现场总线分析设备垄断国内市场、产品价格昂贵和性能冗余的问题，且具有构简单、产品价格便宜、性能好、抗干扰能力强和运算速度快的特点。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本实用新型一种便携式HART分析仪平台的电路图；
[0016]图2为本实用新型一种便携式HART分析仪平台中USB通信电路的示意图；
[0017]图3为本实用新型一种便携式HART分析仪平台中单片机控制电路的示意图；
[0018]图4为本实用新型一种便携式HART分析仪平台中调制解调电路的示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0020]参阅图1至图4所示，一种便携式HART分析仪平台，包括便携式电脑I，及和便携式电脑I连接的USB通信电路2，及和USB通信电路2连接的单片机控制电路3，及和单片机控制电路3连接的调制解调电路4和显示电路5，及和调制解调电路4连接的电子开关电路6，及和电子开关电路6连接的电流环路7。
[0021 ] 所述调制解调电路4还和电流环路7相互连接。
[0022]所述单片机控制电路3还和电子开关电路6相连接。
[0023]所述单片机控制电路3采用AVR单片机ATMEGA162芯片。
[0024]所述调制解调电路4采用A5191HRT芯片，精简了调制解调电路，并增强了抗干扰能力。
[0025]所述A519IHRT芯片外围还设置有时钟电路(未图示)，所述时钟电路采用标准晶振ZTE460E晶振，降低了产品成本。
[0026]所述HART分析仪平台的分析结果由便携式电脑1，即主机平台来显示，内容更丰富，表达更准确。
[0027]在本实施例中，便携式HART分析仪平台采用开放式系统互联七层模型的简化三层模型结构，包括第一层物理层，第二层数据链路层和第七层应用层。
[0028]一、物理层实现
[0029]参阅图1所示，便携式HART分析仪平台的电路图。本系统由主机和从机两个部分组成:主机是由便携式电脑I来实现，完成人机界面，即发送HART命令的选择和接收HART应答的显示。从机是由AVR单片机来实现，完成对HART调制解调器的操作，实现发送命令由数字信号调制成音频信号和接收的组态响应由音频信号解调成数字信号。主机与从机之间通过USB总线通信。从机部分的外围电路由USB通信电路2、单片机控制电路3和调制解调电路4组成，整个平台的价格由HART的从机平台价格来判断，使得HART分析系统的价格由国外产品的二万元降至一千元左右。
[0030]参阅图2所示，便携式HART分析仪平台中USB通信电路的示意图。USB串行通信模块2采用PL2303芯片，用于实现USB和标准RS-232串行端口之间的转换。PL2303芯片的外围电路中Yl晶体震荡器频率是12 MHz ;TXD1和RXDl分别连接AVR单片机的UARTl异步串行接口的接收和发送引脚，用来完成与单片机的通信；PL2303芯片的DM和DP引脚分别连接USB接口的USB DPLUS引脚和USB DMINUS引脚，用来完成与主控机便携式电脑I的通信；She 11引脚为USB接口母座的外壳引脚，为避免与外电路的地线混淆，将其悬空。[0031 ] 参阅图3所示，便携式HART分析仪平台中单片机控制电路的示意图。单片机控制电路3采用高性能、低功耗8位AVR微控制器，AVR模块的PC4-PC7引脚连接JTAG插槽，完成jtag在线调试功能；PA0、PA1连接两个发光二极管，用于指示当前hart系统信息传递方向；PB2、PB3用于连接USB模块使用UARTl接口 ；PD0、PD1用来连接HART模块，使用的是UARTO 接口。
[0032]参阅图4所示，便携式HART分析仪平台中调制解调电路的示意图。在HART模块中调制解调电路4采用A5191HRT芯片，HART模块由A519IHRT (Ul)、电压跟随器U2和电子开关U3所组成，U2电压跟随器用来提高A5191HRT的OTXA引脚输出音频信号的负载能力；HART模块的接收信道和发送信道