一種便攜式hart分析儀平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)，屬于工業(yè)自動控制領(lǐng)域，具體涉及一種便攜式HART分析儀平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]可尋址傳感器數(shù)據(jù)通路HART 協(xié)議(Highway Addressable Remote Transducer)使用Bell202頻移鍵控(FSK)標準，在4?20 mA的模擬信號上疊加FSK數(shù)字信號，使得HART協(xié)議智能儀表在不干擾4-20mA模擬信號的同時允許雙向數(shù)字通訊。4_20mA模擬和HART數(shù)字通訊信號能在一條線上同時傳遞。
[0003]艾默生Rosemount (美國羅斯蒙特)Hart手操器通訊器是一種工業(yè)用手持式通訊器，支持HART現(xiàn)場總線設(shè)備，使操作者可以在現(xiàn)場配置或排除故障。目前的單價為二萬五千元左右，售價不菲。盡管它功能完善、齊全，但對于某個應(yīng)用現(xiàn)場會有許多功能不能發(fā)揮出來，分析比較最接近的發(fā)明專利201210 2696 2 2.5，公開了基于單片機的HA RT調(diào)制解調(diào)器及其實現(xiàn)方法，但是專利中使用分離元件搭建調(diào)制解調(diào)外圍電路，抗干擾能力弱，專利中采用單片機完成調(diào)制解調(diào)算法，速度不理想；分析比較最接近的實用新型專利20102018728.X，公開了基于單片機的低成本HART通信裝置，但是專利中只涉及了另外一種MODEM芯片DS8500的實現(xiàn)方法，并且沒涉及電子開關(guān)的設(shè)計，電子開關(guān)主要負責從機平臺接收發(fā)送音頻信號的半雙工通信的切換，且專利沒有涉及主機平臺的設(shè)計以及與主機平臺的通信接口 USB接口電路設(shè)計。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、產(chǎn)品價格便宜、性能好、抗干擾能力強和運算速度快的便攜式HART分析儀平臺。
[0005]為解決上述問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種便攜式HART分析儀平臺，包括便攜式電腦，及和便攜式電腦連接的USB通信電路，及和USB通信電路連接的單片機控制電路，及和單片機控制電路連接的調(diào)制解調(diào)電路和顯示電路，及和調(diào)制解調(diào)電路連接的電子開關(guān)電路，及和電子開關(guān)電路連接的電流環(huán)路。
[0007]作為優(yōu)選，所述調(diào)制解調(diào)電路還和電流環(huán)路相互連接。
[0008]作為優(yōu)選，所述單片機控制電路還和電子開關(guān)電路相連接。
[0009]作為優(yōu)選，所述單片機控制電路采用AVR單片機ATMEGA162芯片。
[0010]作為優(yōu)選，所述調(diào)制解調(diào)電路采用A5191HRT芯片，精簡了調(diào)制解調(diào)電路，并增強了抗干擾能力。
[0011]作為優(yōu)選，所述A5191HRT芯片外圍還設(shè)置有時鐘電路，所述時鐘電路采用標準晶振ZTE460E晶振，降低了產(chǎn)品成本。
[0012]作為優(yōu)選，所述HART分析儀平臺的分析結(jié)果由便攜式電腦，即主機平臺來顯示，內(nèi)容更豐富，表達更準確。
[0013]本實用新型的有益效果是:本實用新型便攜式HART分析儀平臺分別設(shè)置有便攜式電腦、USB通信電路、單片機控制電路、調(diào)制解調(diào)電路、顯示電路、電子開關(guān)電路、電流環(huán)路，其解決國外HART現(xiàn)場總線分析設(shè)備壟斷國內(nèi)市場、產(chǎn)品價格昂貴和性能冗余的問題，且具有構(gòu)簡單、產(chǎn)品價格便宜、性能好、抗干擾能力強和運算速度快的特點。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實用新型一種便攜式HART分析儀平臺的電路圖；
[0016]圖2為本實用新型一種便攜式HART分析儀平臺中USB通信電路的示意圖；
[0017]圖3為本實用新型一種便攜式HART分析儀平臺中單片機控制電路的示意圖；
[0018]圖4為本實用新型一種便攜式HART分析儀平臺中調(diào)制解調(diào)電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0020]參閱圖1至圖4所示，一種便攜式HART分析儀平臺，包括便攜式電腦I，及和便攜式電腦I連接的USB通信電路2，及和USB通信電路2連接的單片機控制電路3，及和單片機控制電路3連接的調(diào)制解調(diào)電路4和顯示電路5，及和調(diào)制解調(diào)電路4連接的電子開關(guān)電路6，及和電子開關(guān)電路6連接的電流環(huán)路7。
[0021 ] 所述調(diào)制解調(diào)電路4還和電流環(huán)路7相互連接。
[0022]所述單片機控制電路3還和電子開關(guān)電路6相連接。
[0023]所述單片機控制電路3采用AVR單片機ATMEGA162芯片。
[0024]所述調(diào)制解調(diào)電路4采用A5191HRT芯片，精簡了調(diào)制解調(diào)電路，并增強了抗干擾能力。
[0025]所述A519IHRT芯片外圍還設(shè)置有時鐘電路(未圖示)，所述時鐘電路采用標準晶振ZTE460E晶振，降低了產(chǎn)品成本。
[0026]所述HART分析儀平臺的分析結(jié)果由便攜式電腦1，即主機平臺來顯示，內(nèi)容更豐富，表達更準確。
[0027]在本實施例中，便攜式HART分析儀平臺采用開放式系統(tǒng)互聯(lián)七層模型的簡化三層模型結(jié)構(gòu)，包括第一層物理層，第二層數(shù)據(jù)鏈路層和第七層應(yīng)用層。
[0028]一、物理層實現(xiàn)
[0029]參閱圖1所示，便攜式HART分析儀平臺的電路圖。本系統(tǒng)由主機和從機兩個部分組成:主機是由便攜式電腦I來實現(xiàn)，完成人機界面，即發(fā)送HART命令的選擇和接收HART應(yīng)答的顯示。從機是由AVR單片機來實現(xiàn)，完成對HART調(diào)制解調(diào)器的操作，實現(xiàn)發(fā)送命令由數(shù)字信號調(diào)制成音頻信號和接收的組態(tài)響應(yīng)由音頻信號解調(diào)成數(shù)字信號。主機與從機之間通過USB總線通信。從機部分的外圍電路由USB通信電路2、單片機控制電路3和調(diào)制解調(diào)電路4組成，整個平臺的價格由HART的從機平臺價格來判斷，使得HART分析系統(tǒng)的價格由國外產(chǎn)品的二萬元降至一千元左右。
[0030]參閱圖2所示，便攜式HART分析儀平臺中USB通信電路的示意圖。USB串行通信模塊2采用PL2303芯片，用于實現(xiàn)USB和標準RS-232串行端口之間的轉(zhuǎn)換。PL2303芯片的外圍電路中Yl晶體震蕩器頻率是12 MHz ;TXD1和RXDl分別連接AVR單片機的UARTl異步串行接口的接收和發(fā)送引腳，用來完成與單片機的通信；PL2303芯片的DM和DP引腳分別連接USB接口的USB DPLUS引腳和USB DMINUS引腳，用來完成與主控機便攜式電腦I的通信；She 11引腳為USB接口母座的外殼引腳，為避免與外電路的地線混淆，將其懸空。[0031 ] 參閱圖3所示，便攜式HART分析儀平臺中單片機控制電路的示意圖。單片機控制電路3采用高性能、低功耗8位AVR微控制器，AVR模塊的PC4-PC7引腳連接JTAG插槽，完成jtag在線調(diào)試功能；PA0、PA1連接兩個發(fā)光二極管，用于指示當前hart系統(tǒng)信息傳遞方向；PB2、PB3用于連接USB模塊使用UARTl接口 ；PD0、PD1用來連接HART模塊，使用的是UARTO 接口。
[0032]參閱圖4所示，便攜式HART分析儀平臺中調(diào)制解調(diào)電路的示意圖。在HART模塊中調(diào)制解調(diào)電路4采用A5191HRT芯片，HART模塊由A519IHRT (Ul)、電壓跟隨器U2和電子開關(guān)U3所組成，U2電壓跟隨器用來提高A5191HRT的OTXA引腳輸出音頻信號的負載能力；HART模塊的接收信道和發(fā)送信道