高速HART通信控制器设计

发布时间：2020-07-14 13:27

【摘要】：HART协议是可寻址远程传感器高速通道的简称,是1985年由美国Rosement公司推出的一种应用于现场智能仪表和控制设备之间的通信协议。HART通信控制器采用两种调制解调技术分别为FSK(频移键控)和C8PSK(相移键控),FSK的传输速率为1200bps,而C8PSK的传输速率可以达到9600bps。由于采用现有的C8PSK调制解调技术设计的HART通信控制器功耗过高,目前在仪器仪表设备中还没有出现基于C8PSK调制解调技术的HART通信控制器产品。在分析了现有的C8PSK调制解调技术后,设计了一种全新的C8PSK调制和解调电路。提出了一种C8PSK调制电路实现方法,使用电流合成技术来产生C8PSK信号,并且设计了一种频率准确且幅值可调的三角波发生电路,保证了C8PSK波形具有较高的精度。设计了一种CMOS晶体管阵列对C8PSK信号进行解调,并且对电路进行了低功耗设计。与传统方法相比,本文设计的电路结构简单且大幅度降低了电路的功耗,最终芯片的总功耗为0.4mW。设计的电路基于国内华虹HHNEC BCD350GE0.35μm工艺,经过严谨的理论分析和实验,充分证实了设计方案是完全可行的,并通过大量的仿真验证,保证了设计的正确性。使用Cadence对各个模拟电路功能模块进行设计并仿真,使用HSPICE进行电路性能分析,使用Modelsim对数字电路功能模块进行仿真验证,并使用ADMS进行模数混仿。最后对电路版图进行了设计,并通过了DRC和LVS规则检查,版图面积为2500μm×2160μm。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP273;TN915.04
【图文】：

图 1.1 HART 通信控制器芯片框图Fig. 1.1 The block diagram of HART communication controller chip1.3是HART通信控制器芯片的引脚定义,表中所有数字引脚均为1位数据

C8PSK星座图

图 2.2 C8PSK 字和符号Fig. 2.2 C8PSK byte and symbol包括以下几个部分：前导码、起始符、数据单，由 20 个符号 6 和 20 个符号 2 以 6 在前 2 在

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈渝;李旭;郭迪军;;车载通信控制器电磁干扰特性分析与优化[J];汽车工程学报;2015年03期

2 吴道虎;;智能电网的神经系统——嵌入式通信控制器[J];自动化博览;2010年S1期

3 张慧敏;王洪涛;;串行通信控制器的设计与应用[J];吉林工程技术师范学院学报;2009年12期

4 卞晓晖;;浅析电力通信控制器的实现[J];科技风;2009年24期

5 刘文彬,赵书俊,孙广彬;串行通信控制器85C30及其应用[J];国外电子元器件;2003年10期

6 王长亮，廖祥光，张江南;一种适合于分散式测控系统的通信控制器[J];电力系统自动化;1996年02期

7 钱水春;潘亚汉;;一种通信控制器的研制[J];军事通信技术;1986年03期

8 周凯;;X.25链路[J];通信技术;1987年02期

9 黄福明;;时分总线式多微机结构在通信控制器中的应用[J];通信技术;1987年04期

10 顾冠群;严秉樟;曹争;夏勤;;HDLC通信控制器及规程软件的实现[J];南京工学院学报;1987年02期

相关会议论文 前9条

1 张影;陈俊江;王文生;;主从多机通信控制器在机载测绘光电平台中的应用[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集（Ⅱ）[C];2008年

2 陈晨;金光;;基于FPGA高速同步HDLC通信控制器设计[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年

3 高峰;高美凤;;基于ARM的工业通信控制器的实现[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年

4 林建一;向细波;王建培;;C8051F020高速SoC在无线通信控制器中的应用[A];上海市化学化工学会2006年度学术年会论文摘要集[C];2006年

5 赵宝康;苏金树;陈曙辉;孙志刚;;一种基于LINUX/SOPC的嵌入式通信控制器研究与实现[A];2003中国通信专用集成电路技术及产业发展研讨会论文集[C];2003年

6 李远;喻立;;非同一厂商测控装置与监控后台、远动系统互联的可行性研究[A];2009年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C];2009年

7 李远;喻立;;非同一厂商测控装置与监控后台、远动系统互联的可行性研究[A];2009年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）[C];2009年

8 戴雷;温阳东;;以太网在变电站自动化系统通信控制器中的应用[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年

9 谭兆路;杨志家;李贺超;;基于FPGA的PROFIBUS-DP从站通信控制器[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年

相关重要报纸文章 前3条

1 北京农行信息电脑中心 岳进;北京农行数据集中工程回顾[N];网络世界;2002年

2 海丰供电局 刘兴坤;浅议变电站综合自动化系统[N];汕尾日报;2008年

3 ;Microchip科技推出红外产品系列[N];通信产业报;2001年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘国锋;高速HART通信控制器设计[D];沈阳工业大学;2019年

2 赵飞;可编程通信控制器在继电器质量监控中的应用[D];大连理工大学;2017年

3 樊勇;FPGA在通信控制器中的应用[D];南京理工大学;2004年

4 曾云;数字型多媒体通信控制器设计[D];东北大学;2010年

5 王占魁;深空探测器测控通信控制器的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2006年

6 滕国伟;炮兵智能化多信道串行数据通信控制器的研制[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2002年

7 文鹏;基于FPGA的智能家居通信控制器的研究与设计[D];云南大学;2015年

8 蒋伟;从站通信控制器的设计与实现[D];西安电子科技大学;2014年

9 张亚栋;面向轨道交通综合监控的冗余通信控制器软件系统的研究[D];西安电子科技大学;2006年

10 邱震;通信管道人井监控报警系统中通信控制器的实现[D];四川大学;2004年

本文编号：2755032