本應用筆記介紹了如何將DS8500 HART調制解調器用于過程控制應用程序。本文介紹了如何將DS8500連接到微控制器和4-20mA電流環(huán)路，以確保正確的HART通信。本應用筆記介紹了用于HART?通信的DS8500單芯片調制解調器。該文檔應與DS8500數(shù)據(jù)表一起使用。盡管應用的特定要求可能會有所不同，但此處顯示的參考設計是實現(xiàn)過程控制電路的基本示例。

HART概述

高速公路可尋址遠程傳感器（HART）通信是數(shù)字信號的常用傳輸模式，數(shù)字信號疊加在4–20mA電流環(huán)路的模擬信號上。HART協(xié)議基于相位連續(xù)頻移鍵控（FSK）技術。位0被調制為2200Hz正弦信號，位1被調制為1200Hz正弦信號，波特率為1200bps。這兩個頻率可以很容易地疊加在DC至10Hz范圍內的模擬電流環(huán)路信號上，而不會影響任何一個信號。HART協(xié)議的這種獨特性質允許在同一條線上同時進行模擬和數(shù)字通信。

DS8500 HART調制解調器

DS8500是HART調制解調器，可為過程控制應用提供相位連續(xù)的FSK調制和解調。該設備是功能豐富的低功耗調制解調器，可以滿足HART Communication Foundation設置的物理層規(guī)范。DS8500具有許多功能，使用戶可以輕松有效地設計需要HART調制解調器的過程控制系統(tǒng)。

• 可靠的信號檢測
• 很少的外部組件
• 正弦輸出信號
• 低功耗
• 標準3.6864MHz晶體

內部數(shù)字信號處理技術可實現(xiàn)可靠的FSK_IN信號檢測；只需很少的外部組件即可將HART信號與噪聲分離。FSK_OUT是一個正弦信號，可為系統(tǒng)提供最低的諧波失真。圖1顯示了智能過程變送器中DS8500的頂級框圖。該設計突出了HART調制解調器與其他外部IC之間的接口。

DS8500的基本操作

時鐘

DS8500需要3.6864MHz時鐘作為輸入源，精度為±1％，以保證正常工作。圖2顯示了時鐘源的典型電路。當XCEN設置為高電平時，用戶可以直接將外部時鐘驅動到XTAL1引腳上。如果需要外部3.6864MHz晶振，則應將XCEN設置為低電平，并且需要將晶振連接在XTAL1和XTAL2之間。

微控制器接口

HART協(xié)議要求信號以特定的11位UART格式進行通信：起始位，8個數(shù)據(jù)位，一個奇偶校驗位和一個停止位。DS8500的調制器和解調器模塊需要與微控制器UART接口以滿足協(xié)議要求。

在解調器模式下，DS8500需要一個有效的UART啟動信號來同步數(shù)據(jù)通信。HART調制解調器和微控制器之間的接口也如圖1所示。回頭參考圖1，微控制器必須包含通信所需的HART軟件堆棧。D_IN是輸入到DS8500的數(shù)字信號數(shù)據(jù)，它將調制為FSK_OUT信號。D_OUT是從DS8500輸出的數(shù)字信號數(shù)據(jù)，已從FSK_IN信號中解調出來。RTS接收微控制器的請求，以啟動調制解調器的解調（Rx）或調制（Tx）模式。

低電平有效RST提供了對DS8500的復位，并確保所有內部寄存器和濾波器均從已知的默認值啟動。OCD是一個載波檢測信號，它確定解調器輸入端具有有效幅度的FSK信號。OCD上的邏輯高電平表示FSK_IN信號幅度大于120mV。邏輯低電平表示FSK_IN信號幅度小于80mV或沒有載波信號。可選地，微控制器可以為DS8500提供3.6864MHz的時鐘。

編輯：hfy