HART通信技术是在工业现场仪表中广泛应用的一种数字通信协议，它在4mA至20mA的模拟信号基础上叠加了一个频率为1 mA的频移键控(FSK)信号，从而实现了数字信号的双向传输。HART协议支持远程校准、故障查询、过程变量传输等众多功能，是工业自动化领域的一项重要技术。 在此背景下，推出的电路是为工业现场仪表设计的，它整合了超低功耗精密模拟微控制器ADuCM360、16位环路供电数模转换器DAC AD5421以及低功耗、尺寸最小的HART兼容型IC调制解调器AD5700，共同构成了完整的4 mA至20 mA环路供电现场仪表。这一设计能够提供标准的模拟输出，并增加了HART通信功能，使得现场设备能够通过数字信号进行通信，提高了系统的智能化和灵活性。 ADuCM360微控制器是整个电路的心脏，它集成了ARM Cortex-M3内核，提供模拟前端，具有低功耗特性，适合用于工业测量和控制应用。AD5421作为数模转换器，能够提供精确的电流输出，支持4 mA至20 mA的环路供电范围，并且具备内置的高精度参考电压。AD5700是专为HART通信设计的IC调制解调器，它在确保数据传输可靠性的同时，尽可能地降低了功耗和所需的电路板空间。 在电路设计方面，电路评估板提供了一个完整的系统解决方案，包括原理图、布局文件、物料清单和代码示例，方便工程师进行系统集成和设计验证。通过HART通信基金会的注册，表明了该电路设计符合HART通信标准，能够和现有的HART兼容设备进行无缝通信。 电路原理图展示了各个组件的连接方式，包括微控制器、数模转换器、调制解调器以及其他必要的外围电路。其中，设计中特别注意了去耦和保护措施，以确保信号的稳定传输和电路的稳定运行。例如，设计中使用了磁珠来过滤高频干扰，以及采用了隔离技术以保护敏感电路免受外部干扰的影响。 在功能和优势方面，电路不仅支持传统的模拟信号输出，还支持HART协议的数字通信，从而使得现场设备更加智能化，可以实现远程监控、诊断和控制。它降低了维护和操作成本，提高了生产效率和安全性。此外，电路的低功耗设计确保了长期的稳定运行，减少了现场维护的需求，特别适合于恶劣工业环境。 在工业应用中，4 mA至20 mA的模拟信号因其抗干扰能力强，被广泛用于传输过程变量。而HART协议的加入，不仅扩展了这一信号线的功能，还允许工程师对设备进行远程操作和监测，从而实现更精细的控制和更高的操作效率。在诸如温度、压力控制等应用中，通过HART协议，工程师可以实现设备的远程校准、故障诊断和过程变量的实时查询，极大地方便了系统的管理维护。 在电路板布局方面，通过优化设计，使得整个电路在保持高效性能的同时，可以适应更紧凑的空间要求。低功耗和小型化的HART调制解调器AD5700的应用，进一步提高了电路集成度，降低了制造成本。 需要注意的是，虽然该电路已经通过了实验室测试，确保了在标准环境下的功能和性能，但是实际应用时，用户需要对电路进行充分的测试，以确保电路满足特定应用的特定需求。在推广和应用这一电路时，电路设计的可靠性、稳定性和兼容性是至关重要的。

在工业自动化领域，HART（Highway Addressable Remote Transducer，可寻址远程传感器高速通信协议）是一种广泛应用的通信协议，允许智能仪表和控制系统进行双向通信。本文将深入解析HART命令，帮助开发者更好地理解和使用这些命令进行相关开发工作。 HART命令0是读标识码，它返回设备的扩展设备类型、版本信息以及设备标识码。通过这个命令，你可以获取到制造商ID、设备类型、请求的最小前导符数、通用命令文档版本号、设备规范版本号和硬件、软件版本等重要信息。 HART命令1是读主变量（PV），它返回主变量的浮点型值，这对于监测设备的核心参数至关重要。这个命令不需要额外的请求参数，响应中包含了主变量的单位代码和具体数值。 命令2是读主变量电流值和百分比，它同时提供主变量电流值（单位为毫安）和相对于满量程的百分比，这对于监控设备输出状态非常有用。主变量电流始终与设备的AO输出电流匹配，而百分比则反映了主变量在传感器量程内的位置。 命令3是读动态变量和主变量电流，除了主变量电流外，还提供了最多四个预定义的动态变量，例如第二变量可能代表传感器温度。这有助于获取设备的多个运行状态参数。 命令6是写POLLING地址，这个数据链路层管理命令用于设定设备的Polling地址，进而控制主变量的AO输出和设备标识。Polling地址为0时，设备的主变量AO处于活动状态；非0时，AO处于不活动状态。 命令11是用设备的Tag读取设备标识，这个命令用于获取设备的扩展类型代码、版本和设备标识码，当设备的Tag或广播地址被接收时执行。 此外，HART命令12、13、14分别用于读取设备消息、设备的Tag、描述符和日期，以及读取主变量传感器的相关信息，如序列号、精度和上下限等。 在C#开发中，理解这些HART命令对于构建基于HART协议的控制系统或数据分析应用程序至关重要。开发者可以利用这些命令来实现远程数据采集、设备配置、故障诊断等功能。同时，需要注意不同设备可能对命令的响应格式和内容有不同的实现，因此在实际应用中需参考具体的设备文档。

This book describes application development using the Microsoft Windows Application Programming Interface (API), concentrating on the core system services, including the file system, process and thread management, interprocess communication, network programming, and synchronization. The examples concentrate on realistic scenarios, and in many cases they’re based on real applications I’ve encountered in practice. The Win32/Win64 API, or the Windows API, is supported by Microsoft’s family of 32-bit and 64-bit operating systems; versions currently supported and widely used include Windows 7, XP, Vista, Server 2003, Server 2008, and CE. Older Windows family members include Windows 2000, NT, Me, 98, and 95; these systems are obsolete, but many topics in this book still apply to these older systems. The Windows API is an important factor for application development, frequently replacing the POSIX API (supported by UNIX and Linux) as the preferred API for applications targeted at desktop, server, and embedded systems now and for the indefinite future. Many programmers, regardless of experience level, need to learn the Windows API quickly, and this book is designed for them to do so.

**HART协议详解** HART（Highway Addressable Remote Transducer）协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，它允许数字和模拟信号同时存在于一条4-20mA的电流回路上，实现了过程仪表与控制系统的双向通信。这个协议的出现极大地提高了现场设备与控制系统之间的数据交换效率，促进了智能化仪表的发展。 **协议基础** 1. **物理层**：HART协议基于4-20mA的模拟信号，这种信号在工业环境中具有良好的抗干扰能力。数字信息通过频率调制叠加在模拟信号上，确保了在保持传统模拟功能的同时实现数字化通信。 2. **数据链路层**：HART协议采用半双工通信方式，允许设备间双向通信。每个设备都有唯一的地址，通信过程中遵循主从模式，由主设备发起命令，从设备响应。 3. **应用层**：提供了丰富的命令集，包括设备配置、数据读写、设备诊断等，使得现场设备可以进行复杂的交互操作。 **HART协议的优势** 1. **兼容性**：HART协议能够与现有的4-20mA系统无缝集成，无需改变硬件基础设施。 2. **灵活性**：支持多种设备类型，如压力、温度、流量等传感器以及阀门控制器等。 3. **实时性**：能够实时获取现场设备的状态和参数，便于故障排查和维护。 4. **扩展性**：随着HART基金会不断更新版本，协议功能持续增强，如HART 7增加了对现场总线系统的支持。 **HART协议的应用场景** 1. **设备配置**：通过HART协议，工程师可以在远程位置对现场设备进行设置、校准和诊断。 2. **资产管理**：收集设备的运行数据，进行预防性维护，减少停机时间和维修成本。 3. **过程优化**：实时监控工艺参数，提高生产效率和产品质量。 4. **安全监控**：提供设备故障报警，确保工厂安全运行。 **HART协议的案例** 在实际应用中，HART协议常用于石油、化工、电力等行业。例如，一个炼油厂可能使用HART协议连接压力变送器、温度传感器和调节阀，通过上位机软件进行集中监控和管理，实时调整工艺参数，保证生产过程的安全稳定。 **文件资源** "hart"目录可能包含了关于HART协议的详细文档、用户手册、案例研究、编程指南和软件工具等。这些资源可以帮助工程师更深入地理解HART协议，快速掌握其应用和配置技巧，进一步提升工业自动化系统的效能。对于学习和实践HART协议的人员来说，这是一个宝贵的资料库。

HART 技术应用指南是由HART通信基金会编写的。本书的目的是为（HART产品的）用户能 够充分完整地从HART功能的数字仪表上获取好处，而提供必要的信息。HART通信协议是由 HART通信基金会超过100个会员公司拥有的、开放的标准。采用HART协议的产品同时提供4- 20毫安模拟量信号以及数字信号，其在应用上所表现出的柔性超出所有其它的通信技术。 以下的4个部分将帮助您了解HART技术如何工作、如何在应用中发挥此项技术的各种特点、 以及全球各个HART用户在其应用实践中具体实例： · 工作原理 · HART通信的益处 · 发挥HART系统的最大功能 · 工业应用实例 HART通讯协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信标准，它允许数字和模拟信号同时在同一条4-20毫安的电流回路上进行传输，从而实现过程控制仪表的远程通信和监控。HART（Highway Addressable Remote Transducer）协议由HART通信基金会维护，并且拥有超过100个会员公司的支持，该协议是开放的标准，不是专有的技术。 HART通讯协议的主要特点包括： 1. 兼容性：HART协议兼容现有的4-20毫安模拟信号标准，能够在不干扰模拟信号传输的基础上，叠加数字信号。 2. 可靠性：通过频移键控（FSK）技术，HART能够在4-20毫安信号之上叠加数字信号，而不会对模拟信号产生影响，同时保证了通信的稳定性。 3. 灵活性：HART协议允许主从模式通信，支持点对点或多点连接，提供了灵活的网络拓扑结构。 在工作原理方面，HART通讯协议包括以下几个核心概念： - 通信模式：HART采用主从方式通信协议，一个HART回路中可以有两个主站（如DCS、PLC或PC），一个或多个从站（如变送器、执行机构、控制器等）。此外，HART还支持阵发通信模式，以支持更快的数据更新率。 - 频移键控（FSK）：HART通信协议基于贝尔202电话语音通信标准，利用1200赫兹和2200赫兹的两种频率分别表示数字信号中的“1”和“0”，通过叠加在模拟信号之上实现模拟和数字的同步通信。 - HART网络：HART设备网络可以采用点对点连接或多点方式连接。点对点连接中，4-20毫安信号用于传递过程变量，而其他数据则通过HART数字方式传输。 HART通信协议的优点在于它提供的益处，比如： - 成本效益：可以在现有模拟系统上进行叠加，无需更换现有的4-20毫安设备。 - 灵活性：既支持传统的模拟信号，又支持数字信号，用户可以根据需要进行选择。 - 易于维护：提供了诊断和配置功能，便于进行工程调试、安装、维护和保养。 在实际应用中，HART通讯协议的益处主要体现在以下几个方面： - 工程调试及安装：便于现场仪表的设置、配置和调试。 - 工厂生产及提高质量：实时监控和诊断功能帮助提高生产效率和产品质量。 - 维护保养：通过设备状态信息的获取，可以进行预判性维护，减少停机时间。 HART通信协议的成功应用实例遍布全球，它广泛应用于各种工业环境中，例如石油、化工、电力和水处理等行业。通过HART通讯协议，用户能够从数字仪表中充分获取信息，以实现高效、精确的生产过程控制。 HART通讯协议的技术应用指南提供了详细的指导，帮助用户理解HART技术的工作原理，发挥其最大功能，并通过具体实例展示HART系统在工业应用中的实践。HART通信基金会提供了关于HART协议的官方文档和指南，帮助用户更好地理解和应用这一开放标准的通讯协议。

HART压力变送器上位机软件使用说明书，是学习HRAT的好帮手

《MSP430-HART：微控制器与HART通信技术详解》 MSP430-HART（Highway Addressable Remote Transducer）是TI（德州仪器）公司的MSP430系列微控制器在工业通信领域的一个应用实例，主要用于实现智能仪表与远程监控系统的通信。MSP430是一款低功耗、高性能的16位微控制器，其强大的处理能力和灵活性使其成为HART通信协议的理想选择。 一、MSP430微控制器 MSP430系列微控制器以其超低功耗设计而著称，广泛应用于各种嵌入式系统，特别是需要长时间运行的电池供电设备。它拥有多种型号，针对不同应用场合提供了丰富的外设和存储配置。MSP430HART型号的微控制器集成了HART通信协议，简化了智能仪表的开发流程。 二、HART协议 HART（Highway Addressable Remote Transducer）是一种用于过程控制系统的通信协议，它允许数字信号与模拟信号共存，适用于既有4-20mA电流环路的传统设备。HART协议允许用户进行设备配置、故障检测、诊断和数据采集，极大地提高了工业自动化系统的效率和可靠性。 三、MSP430-HART实现 MSP430-HART芯片内置了HART调制解调器，能够处理HART协议的物理层和数据链路层功能。通过集成的模拟前端（AFE），它可以与4-20mA的模拟信号接口，并且处理数字信号的调制与解调。这使得MSP430-HART可以直接连接到现有的模拟信号线路上，无需额外的硬件支持。 四、HART协议栈 MSP430-HART的固件库通常包含完整的HART协议栈，包括应用层协议。开发者可以使用这些库来编写上层应用程序，如设备配置、数据传输等，从而简化开发工作。这些库通常包含了协议的解析、命令处理以及错误检查等功能。 五、开发环境与工具 对于MSP430-HART的应用开发，开发者通常会使用TI提供的MSP430Ware开发工具，包括Code Composer Studio集成开发环境（IDE）、MSP430驱动库和示例代码。这些工具提供了一个完整的开发环境，帮助开发者快速实现HART通信功能。 六、应用案例 MSP430-HART常被用于智能流量计、压力表、温度传感器等工业仪表中，实现远程监控、数据采集和设备管理。此外，它也适用于分布式控制系统（DCS）、现场总线系统（如FOUNDATION Fieldbus）和无线仪表网络（WirelessHART）的接口。 总结，MSP430-HART结合了MSP430微控制器的高效能和HART协议的工业通信优势，为智能仪表和过程控制应用提供了理想的解决方案。通过深入理解MSP430-HART的硬件结构、软件协议栈以及开发工具，开发者可以充分利用这一技术，提升工业自动化系统的性能和智能化程度。

资料包含电流环芯片AD5410，AD5420中文数据手册，HART芯片AD5700，AD5701中文数据手册，AD5420和AD5700的电路设计，AD5420驱动代码

HART通信协议V7.doc

用VB编写的HART通讯测试软件，欢迎各位下载学习交流！