HART協議的芯片設計原理
作者：佚名
下面我們對HART協議的調制解調芯片的設計內容進行了介紹。首先我們對調制解調的原理進行了分析。之后對于芯片的引腳也做了圖解。
HART協議的應用我們已經介紹過不少了。這里我們主要闡述一下HART協議在工業中的另一種應用——調制解調器芯片SYM20C15進行應用設計。工業控制中，現場儀表普通采用4～20mA標準。為拓展現有儀表的數字化功能，使之不僅能夠傳輸測量數據，還能夠傳輸診斷信息，需要在已有的4~20mA模擬信號基礎上增加數字通信能力。目前，大量使用的Rosemount公司研制的HART協議（High Addressable Remote Transducer）現場通信協議。SYM20C15是專為實現HART協議而設計的調制解調器芯片。
1 HART通信協議簡介
HART協議使用頻移鍵控FSK（Frequency Shift Keying）技術，將數字信號變換為音頻信號，疊加到現場變送器和控制室之間的4～20mA電流環上來作數字通信。協議規定的信號頻率（1200Hz代表1，2200Hz代表0）和傳輸速率（1200bit/s）符合美國Bell 202標準。這些音頻正弦波的平均值為零，所以在現存的模擬信號中不增加直流成分，因此，在2根線上可以同時傳送互不影響的模擬和數字信號。正是由于HART協議的這種優點，使它成為工業現場廣泛應用的、事實上的工業標準。
2 SYM20C15引腳說明和特點
（1）SYM20C15引腳說明
SYM20C15為28腳PLCC封裝，其引腳說明如表1所列。#p#
表1 SYM20C15引腳說明
| 引 腳 | 名 稱 | 類 型 | 功能描述 | 備 注 |
| 1,5,7,8,9,14 | 測試 | 接地 | ||
| 2,3,4,25,28 | 測試 | 空 | ||
| 6 | /RESET | 輸入 | 復位 | 低電平復位 |
| 10 | OTXA | 輸出 | 調制器輸出 | |
| 11 | IAREF | 輸入 | 參考電壓 | 供電電源3.3V時接1.235V；
供電電源5.0V時接2.5V |
| 12 | ICDREF | 輸入 | 載波檢測參考電壓 | IAREF-ICDREF=80mV |
| 13 | OCBIAS | 設置工作電流 | 電源3.3V時連接500kΩ電阻到地；電源5.0V時連接1MΩ電阻到地 | |
| 15,22 | VDDA,VDD | 電源 | 接3.3V或5.0V | |
| 16 | IRXA | 輸入 | 模擬接收濾波器輸入 | |
| 17 | ORXAF | 輸出 | 模擬接收濾波器輸出 | |
| 18 | IRXAC | 輸入 | 模擬接收比較器輸入 | |
| 19 | OXTL | 輸出 | 振蕩器輸出 | 460kHz |
| 20 | IXTL | 輸入 | 振蕩器輸入 | 或接外部時鐘 |
| 21 | Vss | 地 | ||
| 23 | INRTS | 輸入 | 發送請求 | 低電平選擇調制工作方式 |
| 24 | ITXD | 輸入 | 調制器輸入 | |
| 26 | ORXD | 輸出 | 解調器輸出 | |
| 27 | OSD | 輸出 |
載波檢測 |
（2）SYM20C15特點
◆符合HART協議物理層規范；
◆單片CMOS、低功耗、FSK調制解調器；
◆符合Bell 2020標準，傳輸率1200bit/s，半雙工；
◆單電源3.3～5V供電；
◆需外部提供460.8kHz時鐘；
◆5V供電時TTL兼容。
責任編輯：佟健
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