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HT1200M 国产HART芯片的性能特点及设计

2024-01-31

HART(Highway Addressable Remote Transducer)协议是美国Rose—mount公司于20世纪80年代中期推出的，主要用于现场智能仪表和控制系统间的数字通信。HART协议在4mA~20mA模拟信号上叠加音频数字信号，数字信号幅度为0.5mA，数据率达1200b／s，以1200 Hz代表逻辑“1”，2200 Hz代表逻辑“0”，进行双向数字通信。HART通信具有同时点对点4mA～20 mA模拟和数字通信、多站通信方式、多种传输等特点。

HT1200M 国产HART芯片的特性：

l单片、半双工1200b/s速率的频移键控(FSK)调制解调器

lBell202标准的FSK频移键控信号，载波为1200Hz和2200Hz

l内部集成了接收带通滤波器电路和发送信号波形整形电路

l外接460.8kHz晶体或陶瓷滤波器内部时钟振荡器或者使用外部输入时钟

l工作温度: -40℃～+85℃

l电源电压: 2.7V～5.0V

l满足HART物理层要求

l支持LQFP32及QFN32封装

l全兼容安森美的A5191、HT2015、HT20C15

HT1200M 国产HART芯片引脚定义及说明：

HT1200M 国产HART芯片.png

HT1200M 国产HART芯片LQFP32 & QFN32引脚分布图：

引脚	定义	类型	说明
1	TEST5	输入	连接到VSS
2	INRESET	输入	输入为低时复位所有数字逻辑电路
3	TEST7	输入	连接到VSS
4	TEST8	输入	连接到VSS
5	TEST9	输入	连接到VSS
6	VSS	地	数字地
7	OTXA	输出	调制完成的FSK发送信号，耦合到4-20mA电路上
8	IAREF	输入	模拟参考电压
9	ICDREF	输入	载波检测参考电压
10	OCBIAS	输出	比较器偏置电流
11	TEST10	输入	连接到VSS
12	VSSA	地	模拟地
13	VDDA	电源	模拟供电输入
14	IRXA	输入	从4-20mA电路上接收的FSK输入信号
15	ORXAF	输出	模拟接收滤波器输出
16	IRXAC	输入	模拟接收比较器输入
17	OXTL	输出	晶体振荡器输出
18	IXTL	输入	晶体振荡器输入
19	VSSA	地	模拟地
20	VSS	地	数字地
21	VDD	电源	数字供电输入
22	INRTS	输入	发送请求
23	ITXD	输入	输入传输数据从UART过来的待发送的HART数据流
24	TEST11	NC	未连接
25	ORXD	输出	接收到的已解调的HART数据，传送给UART
26	OCD	输出	载波检测输出
27	TEST12	NC	未连接
28	TEST1	输入	连接到VSS
29	TEST2	NC	未连接
30	VDD	电源	数字供电输入
31	TEST3	NC	未连接
32	TEST4	NC	未连接

基于HT1200M 国产HART芯片的HART协议通信卡设计：

HART协议通信模块主要由现场仪表内的MCU、HT1200M和DA（目前使用最多的是AD421）芯片组成。其中DA芯片接收MCU传送的数字信号并转换成4mA～20mA电流输出，HT1200M接收叠加在4mA~20mA环路上的FSK信号．解调后传输给MCU．或将MCU产生的应答信息调制成FSK信号经波形整形器后由DA芯片叠加在4mA~20mA环路上发送出去。下图为HART通信模块结构框图及HT1200M典型的电路原理图：

国产HART芯片.png

HART模块结构框图

国产HART芯片.png

HT1200M典型的电路原理图

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