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SUPMAX800D系统HART通信卡的研究与设计

张盟  
【摘要】:随着分散控制系统的飞速发展,对分散控制系统I/O卡件的处理信号速度和精度等技术要求也越来越高。SUPMAX800D系统卡件在处理信号方面有速度快和精度高的特点,也具有低成本、低功耗和高安全性的特点,若将其应用到工业控制系统方面,可以大大减少系统的成本和维护难度,所以对它的研究具有重要的理论和实用价值。 本文首先介绍了SUPMAX800D系统卡件的研究背景及意义,也介绍了SUPMAX800D系统的发展,并对现场总线技术和HART通信协议进行了概述。HART通信卡主要是采集HART设备信息,并将采集到的实时数据传输到上位机中。因此从HART通信卡实现功能的特点出发,确定了HART卡的总体设计方案,采用三层通道板结构,中间一层是CPU通道板,其它两个底板是通用I/O通道板。然后详细介绍了系统硬件设计、软件设计,并重点研究了HART通信卡与上位机的通信技术。其中硬件设计部分,选择了STC12C5A32S2单片机作为主要处理器芯片,A5191HRT作为调制解调器的处理芯片,详细描述了HART通信卡中的单片机模块和调制解调器模块以及其他辅助模块电路的设计,并给出了DIN导轨式连接器件的方案。软件部分给出了主程序的设计流程,以及各模块的程序框图,并分别介绍了485数据处理函数、串行口中断函数等模块的程序设计。最后对HART通信卡的上位机软件提出了设计方案,给出了上位机软件总体结构图,并且介绍了其主要的发送数据模块、读取数据模块和配置设备信息模块,给出了具体配置过程。 本文最后对HART通信卡进行通讯功能测试,主要是HART通信卡与上位机的通讯以及HART通讯卡与下位机的通讯进行了测试,实验数据结果达到了设计的要求。


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