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引言
初并沒有適用于混合模式變送器和網絡應用處理器(NCAP)的數字通信接口標準。每家變送器制造商都定義有自己的接口。所以,一家變送器廠商的產品不可能支持所有控制網絡。為解決這一問題,IEEE儀器和測量協會的傳感器技術委員會發起一項倡議,為傳感器、執行器、混合模式通信協議和傳感器電子數據表(TEDS)格式創建智能變送器接口標準。這項倡議促成了IEEE 1451.4-2004,已被納入美國標準(ANSI)。
該標準的主要目標包括:
實現傳感器的即插即用,通過公共傳感器通信接口實現。
支持并簡化智能變送器的創建。
簡化測量儀器系統的設置和維護。
以少的存儲器容量實現智能變送器的部署。
標準闡述了以下內容:
變送器,包括混合模式接口(MMI)和變送器電子數據表(TEDS)。
MMI,用于存取TEDS。
TEDS,駐留于變送器內部的存儲芯片。
說明TEDS數據結構的模板。
模板描述語言(TDL)。
稱為變送器模塊的軟件對象,通過TDL訪問TEDS,并對其進行解碼和編碼。
滿足IEEE 1451.4標準的變送器可通過TEDS提供自身說明。本應用筆記討論了用于訪問TEDS的NCAP (數據采集系統)數字驅動器電路。
IEEE 1451.4混合模式接口(MMI)
IEEE 1451.4 MMI用于連接變送器和NCAP或數據采集系統(DAS)之間的模擬信號和TEDS。IEEE 1451.4標準定義了兩類MMI。Class 1中,TEDS與模擬功能共用一根線,采用負壓通信。Class 2提供TEDS獨立線對通信,采用正壓通信。因此,按照用筆記4206:“為嵌入式應用選擇合適的1-Wire主機"一文的說明,Class 2與Maxim的1-Wire驅動器(主控)相吻合。由于Class 1采用負壓通信,需要更加復雜的驅動電路。
在Class 1中,有三種MMI版本,分別采用2線、3線或4線與變送器或TEDS通信。這些接口的共性是模擬和數字功能共用一條線。共用連線可以是信號線、電源線或返回通道。
圖1所示為典型的2線恒流供電傳感器,共用信號線。通過反轉信號線的極性,二極管允許順序訪問放大器或TEDS存儲器。當控制開關處于“analog"位置時,DAS的正電流源通過信號線和上方的二極管為放大器供電。變送器輸出在信號線上表現為模擬電壓。當控制開關處于“digital"位置時,存儲器件由負邏輯電源通過下方的二極管供電。電路中給出了在TEDS存儲器芯片端子之間的下拉電阻(Rt)。該電阻用于釋放存儲器電路和引線電容的電荷,確保邏輯0電平滿足時隙要求。
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