4~20ma傳感器電流信號并行數(shù)據(jù)傳送電路設計-畢業(yè)論文

1、摘要摘要工業(yè)上利用傳感器測量到的各種非電量信號通常都需要轉(zhuǎn)換成標準模擬量電信號才能傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蝻@示設備上。由于電壓信號遠距離傳送時易受干擾，且會產(chǎn)生壓降，所以遠距離傳送時通常采用電流信號。其中使用最廣泛的是4~20mA標準模擬量電流信號，可以使用雙絞線進行遠距離傳送。隨著微處理器的應用推廣，現(xiàn)場測量越來越多地采用智能化儀表。為了使現(xiàn)場智能儀表和控制室系統(tǒng)間進行數(shù)字通信（可以實現(xiàn)對測量系統(tǒng)進行在線調(diào)整、數(shù)據(jù)讀取等功能），需要在

2、此4~20mA模擬信號上疊加上數(shù)字信號進行雙向的數(shù)字通信，以共用通道的方式來傳送數(shù)字信號。本設計利用4~20mA電流源芯片AD421和調(diào)制解調(diào)器芯片A5191HRT實現(xiàn)這一雙向通信過程，半雙工工作，信息接收與處理接口以MSP430F149單片機為例，如用其它的微處理器將之替換即可。本文系統(tǒng)的介紹了實現(xiàn)此過程的電路設計過程，包括單片機的最小系統(tǒng)的設計，4~20mA電流信號傳送電路的設計，加載FSK信號的電路設計，以及實現(xiàn)FSK信號反向傳送

3、的電路的設計。關鍵詞：關鍵詞：4~20mA4~20mA電流信號電流信號FSKFSK信號信號數(shù)據(jù)雙向傳送數(shù)據(jù)雙向傳送半雙工工作方式半雙工工作方式目錄i目錄第一章第一章緒論緒論...................................................................................................................11.1設計背景...........

4、................................................................................................11.2研究內(nèi)容與框架...............................................................................................1第二章第二章4~20mA電流傳送通

5、道電路設計電流傳送通道電路設計....................................................................32.14~20mA電流概述............................................................................................32.2環(huán)路供電型4~20mADAC—AD421.......

6、........................................................32.2.1AD421概述............................................................................................32.2.2AD421電路描述............................................

7、........................................52.3AD421外圍電路連接圖設計..........................................................................72.4AD421數(shù)字接口電路設計.......................................................................

8、.......82.54~20mA電流接收端電路設計........................................................................9第三章第三章FSK信號加載電路設計信號加載電路設計................................................................................113.1HART協(xié)議概述...

9、..........................................................................................113.2FSK（頻移鍵控）信號概述..........................................................................123.3HART調(diào)制解調(diào)器A5191HRT................

10、.....................................................133.4A5191HRT外圍電路設計.............................................................................173.5MSP430F149控制A5191HRT電路圖設計.........................................

11、........173.64~20mA傳送通道上加載FSK信號電路設計.............................................18第四章第四章半雙工工作方式及交流驅(qū)動電路實現(xiàn)半雙工工作方式及交流驅(qū)動電路實現(xiàn).........................................................214.1電路半雙工工作方式實現(xiàn)...........................

12、..................................................214.2交流電流驅(qū)動電路設計.................................................................................24第五章第五章MSP430單片機最小系統(tǒng)設計單片機最小系統(tǒng)設計..........................................

13、............................255.1MSP430F149單片機概述..............................................................................255.2MSP430F149的最小系統(tǒng)設計......................................................................26

14、5.2.1電源.......................................................................................................275.2.2復位電路...............................................................................................275.