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HT1200M 國產HART芯片的性能特點及設計
2024-01-31
HART(Highway Addressable Remote Transducer)協議是美國Rose—mount公司于20世紀80年代中期推出的，主要用于現場智能儀表和控制系統間的數字通信。HART協議在4mA~20mA模擬信號上疊加音頻數字信號，數字信號幅度為0.5mA，數據率達1200b／s，以1200 Hz代表邏輯“1”，2200 Hz代表邏輯“0”，進行雙向數字通信。HART通信具有同時點對點4mA～20 mA模擬和數字通信、多站通信方式、多種傳輸等特點。
HT1200M 國產HART芯片的特性：
l單片、半雙工1200b/s速率的頻移鍵控(FSK)調制解調器
lBell202標準的FSK頻移鍵控信號，載波為1200Hz和2200Hz
l內部集成了接收帶通濾波器電路和發送信號波形整形電路
l外接460.8kHz晶體或陶瓷濾波器內部時鐘振蕩器或者使用外部輸入時鐘
l工作溫度: -40℃～+85℃
l電源電壓: 2.7V～5.0V
l滿足HART物理層要求
l支持LQFP32及QFN32封裝
l全兼容安森美的A5191、HT2015、HT20C15
HT1200M 國產HART芯片引腳定義及說明：
HT1200M 國產HART芯片LQFP32 & QFN32引腳分布圖：
引腳 | 定義 | 類型 | 說明 |
1 | TEST5 | 輸入 | 連接到VSS |
2 | INRESET | 輸入 | 輸入為低時復位所有數字邏輯電路 |
3 | TEST7 | 輸入 | 連接到VSS |
4 | TEST8 | 輸入 | 連接到VSS |
5 | TEST9 | 輸入 | 連接到VSS |
6 | VSS | 地 | 數字地 |
7 | OTXA | 輸出 | 調制完成的FSK發送信號，耦合到4-20mA電路上 |
8 | IAREF | 輸入 | 模擬參考電壓 |
9 | ICDREF | 輸入 | 載波檢測參考電壓 |
10 | OCBIAS | 輸出 | 比較器偏置電流 |
11 | TEST10 | 輸入 | 連接到VSS |
12 | VSSA | 地 | 模擬地 |
13 | VDDA | 電源 | 模擬供電輸入 |
14 | IRXA | 輸入 | 從4-20mA電路上接收的FSK輸入信號 |
15 | ORXAF | 輸出 | 模擬接收濾波器輸出 |
16 | IRXAC | 輸入 | 模擬接收比較器輸入 |
17 | OXTL | 輸出 | 晶體振蕩器輸出 |
18 | IXTL | 輸入 | 晶體振蕩器輸入 |
19 | VSSA | 地 | 模擬地 |
20 | VSS | 地 | 數字地 |
21 | VDD | 電源 | 數字供電輸入 |
22 | INRTS | 輸入 | 發送請求 |
23 | ITXD | 輸入 | 輸入傳輸數據從UART過來的待發送的HART數據流 |
24 | TEST11 | NC | 未連接 |
25 | ORXD | 輸出 | 接收到的已解調的HART數據，傳送給UART |
26 | OCD | 輸出 | 載波檢測輸出 |
27 | TEST12 | NC | 未連接 |
28 | TEST1 | 輸入 | 連接到VSS |
29 | TEST2 | NC | 未連接 |
30 | VDD | 電源 | 數字供電輸入 |
31 | TEST3 | NC | 未連接 |
32 | TEST4 | NC | 未連接 |
基于HT1200M 國產HART芯片 的HART協議通信卡設計：
HART協議通信模塊主要由現場儀表內的MCU、HT1200M和DA（目前使用最多的是AD421）芯片組成。其中DA芯片接收MCU傳送的數字信號并轉換成4mA～20mA電流輸出，HT1200M接收疊加在4mA~20mA環路上的FSK信號．解調后傳輸給MCU．或將MCU產生的應答信息調制成FSK信號經波形整形器后由DA芯片疊加在4mA~20mA環路上發送出去。下圖為HART通信模塊結構框圖及HT1200M典型的電路原理圖：
HART模塊結構框圖
HT1200M典型的電路原理圖
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