在电磁流设计方面，我们同样可以应用HART协议进行设计。那么我们这次就基于这类设备进行一下介绍。首先我们来了解一下基本的模块都有哪些。带有HART通讯协议的智能电磁流量计的硬件系统电路采用模块化设计,主要包括传感器模块,MCU模块､HART通讯模块和人机界面模块四个部分｡
由单片机控制的低频励磁电流输出到传感器的励磁线圈中,同时来自电磁流量传感器的微小电势信号经前置放大后通过AD模数转换电路送入到单片机｡单片机对这些信号进行数据采集,分析处理送至液晶显示屏进行瞬时流量和累积流量的显示｡同时单片机通过计算公式对得到的流量值进行补偿,将补偿后的流量信号通过HART通讯模块实现与上位机的远程通讯｡
1 HART通讯模块设计
HT2012 芯片用来实现HART协议中通讯信号的解调及调制过程｡图1为调制解调器与微处理器的连接｡
HART 信号的解调过程:由带通滤波器输出的脉冲信号进入HT2012 后,调制解调器分别将脉冲信号中的1200Hz和 2200Hz解调为数字1和0,再将数字信号由HT2012 的ORXD 端口输出,CPU 对接收到的数据进行判断并执行相应的任务｡
图1 HART接口电路
2 HT2012 与外部接口
HART协议数字信号规范是峰值为1mA､平均值为0mA正弦交流电流信号,此信号经线路阻抗转化为正弦交流电压信号,而HT2012 输入和输出信号是0~5V 的方波信号,因此在HT2012 和外部的HART 信号之间还需要有滤波电路和整形电路｡
如图2所示,由TLC27 组成的滤波器是带通滤波器,用来减少接收信号的噪声干扰｡滤波器还用来消除波形中的尖峰,从而使接收到的信号变得平缓｡TLC37 组成的数字方波产生回路把经过TLC27 滤波后的正弦波转变成相应的方波,以便于HT2012 接收｡
图2 TLC27 组成的滤波器
