哈尔滨工业大学专业学位硕士论文
摘要
温度变送器是一种能够测量物体温度并将其转化成标准信号输出的仪器，在
工业控制领域有着广泛地应用。社会对仪器智能化的需求越来越高，现场总线仪
HART
表逐步取代传统仪表已成趋势。协议是一种用于智能型现场工业仪表的双向
通讯协议，HART协议可以通过4~20mA模拟电流环路同时传输模拟信号和数字
信号。
本课题的主要任务是研制一款基于HART协议的智能温度变送器，测温范围
为-200℃~100℃，通信方式为HART通信，且完全采用国产元器件。硬件部分，
以铂热电阻PT100作为感温元件，采用GD32L233系列单片机作为微控制器，采
用SGM48751模拟开关实现通道切换，以CS1232模数转换器芯片搭建模数转换电
路，使用SD2057作为HART调制解调芯片搭建HART通信电路，使用SD2421
芯片搭建数模转换电路输出电流模拟信号，将HART调制解调电路输出的频移键
控信号耦合到电流输出信号上，从而完成了标准的HART信号输出；软件部分，
按照主程序、测控程序、通信程序三大部分编写了初始化程序、数据采集程序、
模数转换程序、温度计算程序、信号输出程序、接收发送程序等一系列子程序；
另外，使用LabView集成开发工具开发了HART温度变送器上位机程序，可与变
送器联合使用调用功能。
最终对温度变送器进行精度测试与功能测试，结果表明此变送器误差不大于
0.2℃，符合项目要求对各温度区间的精度需求。
关键词：温度变送器；现场总线；HART协议；温度检测
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哈尔滨工业大学专业学位硕士论文
Abstract
Temperaturetransmitterisaninstrumentthatcanmeasurethetemperatureofan
objectandconvertitintoastandardsignaloutput.Ithasawiderangeofapplicationsin
thefieldofindustrialcontrol.Withtheincreasingdemandforintelligentinstruments,
fieldbusinstrumentsaregraduallyreplacingtraditionalones,andtheHARTprotocolis
abidirectionalcommunicationprotocolusedforsmartfieldindustrialinstruments,
whichcantransmitanaloganddigitalsignalssimultaneouslythrougha4~20mAanalog
currentloop.Themaintaskofthisprojectistodevelopanintelligenttemperature
transmitterbasedontheHARTprotocol,withatemperaturemeasurementrangeof
-200℃~100℃,usingdomesticallyproducedcomponents.Intermsofhardware,a
platinumresistancethermometerPT100isusedasthetemperaturesensingelement,the
GD32L233seriesmicrocontrollerisusedasthemicrocontroller,theSGM4875