HART通信协议VCCC.doc

H A R T 通 信 协 议VER1.6一．概述HART（ HighwayAddressableRemoteTransducer）协议采用基于 Bell202 标准的 FSK频移键控信号，在低频的 4-20mA 模拟信号上叠加幅度为 0.5mA 的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为 1200bps由于 FSK 信号的平均值为 0，不影响传送给控制系统模拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼容性在 HART 协议通信中主要的变量和控制信息由 4-20mA 传送，在需要的情况下，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过 HART 协议访问在应用层， HART? 规定了一系列命令，按命令方式工作它有三类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备都理解、执行的命令；第二类称为普通应用命令，所提供的功能可以在许多现场设备（尽管不是全部）中实现；第三类称为设备专用命令，以便于工作在某些设备中实现特殊功能， 这类命令既可以在基金会中开放使用， 又可以为开发此命令的公司所独有二．含义1、主机（ Master ）：分为第一主机和第二主机，它能连接在 HART 网络上，发出命令与从机通讯；2、从机（ FieldDevice ）：连接在过程控制现场中，具有测量、计算多种变量功能，并能与主机进行 HART 通讯的设备；3、 长帧（ LongFrame ）：地址 Address由 5 字节组成的 HART 数据帧，所有的HART 命令都支持长帧数据帧。

长帧地址各字节含义如下图所示：制造商 ID 号（ ManufacturerID）由 HART 基金会分配；在生产中，同类型设备序列号唯一，并且永不重复广播地址使用长帧结构，低38BIT 全为 0厂商指定的设备类型（ DeciveType）与制造商 ID 满足下表要求；4、短帧（ ShortFrame ）：地址 Address由 1 字节组成的 HART 数据帧，短帧只有通用命令 Command0 能够使用，短帧字节含义如下： 所有的 HART 从机都支持长、短帧5、请求帧（ STX ）：由主机（如手抄器）向从机（现场设备）发出请求数据命令；6、应答帧（ ACK ）：从机回复给主机的数据；7、前导符（ Preamble ）：发起命令（数据）传输的设备在传输数据帧前发送的 0xFF 字符，发送该字符的数量一般为 5— 20 个，该数量可以通过命令来改变；前导符的使用是为了使数据接收端在硬件电路上产生 CD 载波检测信号，以实现数据通讯的同步8、定界符（ Delimiter ）：表示数据帧传输的开始，指明数据的传输方向、物理层类型，同时它也指定了数据帧的帧类型（长、短帧），其含义内容如下：定界符 Delimiter 字节含义9、 地址（Address ）：由定界符 Delimiter 指定为短帧（ 1 字节）或长帧（5 字节）两种类型，长、短帧释义如前述；10、 扩展字节（ ExpansionBytes ）：本公司目前的 HART 协议版本保留，为0；11、 命令（ Command ）：功能码，指明一个数据帧的具体实现功能，命令有通用命令、普通应用命令、设备专用命令三大类；12、 数据字节数（ BytesCount ）：指实际的数据 Data 的数量；13、 数据（ Data ）：设置或读取指定从机的参数数据（通信的最终结果）；14、 校验字节（ CheckByte ）：从定界符（ Delimiter ）到数据（ Data）的所有字节的‘异或’值，即纵向校验。

三． HART 通讯规范1、通信帧格式： 由前导符和数据帧构成，各数据域释义如上前导符数 据 帧PreambleDelimiterAddressExpansionCommandBytesDataCheckbytesCountByte+ 定界符5-20 字节地址扩展字节命令数据个数数据校验字节短帧 1字节固定为1字节长帧 5字节0— 3字节1字节1 字节n字节1 字节（ 0xFF ）通信帧格式2、通讯速率： 1200Bps；3、 通讯信号 ：Bell202 标准的 FSK 频移键控信号，‘ 1200Hz ’代表数字 1，‘ 2200Hz’代表数字 0；4、 数据格式（ 11 位）：1 位起始位、 8 位数据位、 1 位停止位、 1 位校验位，字节奇（ Odd）校验；5、应答数据帧的数据个数 （ BytesCount）至少为 2 字节，这两个字节分别为响应码（ ResponseCode）和设备状态码（ FieldDeviceStatus）；6、响应码格式 ：从机回复给主机的命令执行情况代码，当通讯出错时，响应吗最高位 bit7=1，这时设备状态码无实际意义；当 bit7=0 时，表示通讯正常，余下 6bits 表示命令执行情况的响应。

7、通讯正常时响应码 （bit7=0，低 6bits）：* 具体含义因不同命令而定，可查看相关的HART 命令资料响应代响应码含义响应代响应码含义码码0x00执行成功0x02错误的命令0x03设置参数太大0x04设置参数太少0x05接收的数据太少0x06专用命令错0x07处于写保护模式0x081、更新失败 2、设置为接近值 3、延时响应0x091、低限范围值太大2、不正确的电流模0x0a1、低限范围值太小2、无效的就地锁定式0x0b1、上限范围值太大2、多从机模式 3、0x0c1、上限范围值太小2、无效单位代码 3、无效设备变量代码4、调整超范围 5、不无效的模式选择4、无效的插槽号能就地锁定0x0d1、上、下限范围值超标 2、计算错误 3、0x0e1、量程太小 2、设置的下限值引起上限无效的命令号值改变而超出传感器极限0x0f无效的模拟通道号0x10访问受限0x11无效的设备变量索引0x12无效的单位代码0x13设备变量的应用不合理0x14无效的扩展命令号0x1c不支持的单位代码0x20忙0x21延迟响应开始0x22延迟响应进行中0x40命令不能执行8、通讯出错时响应代码 （bit7=1）含义如下：响应代码通讯出错含义0xc0接收字节字节奇校验出错0xa0接收缓冲区数据覆盖错0x90没有接收到停止位出错0x88校验字节出错0x82接收缓冲区溢出9、设备状态码 ：含义如下响应代码设备状态含义0x80设备故障0x40配置参数改变0x20设备冷启动0x08环路电流固定模式0x04环路电流饱和0x02设备变量（没有映射到主变量）超限0x01主变量超出极限10、数据类型 ：HART通讯协议支持以下类型的数据： 字符串 Str、日期 Date、单或双精度浮点数 Float、无符号整型数 Unsigned、有符号整型数 Signed、联合体 Enum 或位 Bit 。

数据传输顺序： MSB 至 LSB 1）字符串 ：字符串支持标准的拉丁字母 Latin 和封装格式 Packed的 ASCII 码，拉丁字符每个字母占 1 个字节；封装格式的 ASCII 码每字母占 1 个字节的 6 位，因此，每 4 个字母封装在 3 个字节中，在使用过程中需要打包和解包操作2）浮点数 ：满足 IEEE754标准要求，单精度浮点数用 4个字节表示，双精度浮点数用 8个字节表示不可识别的浮点数用 0x7f 、0xa0、0x00、0x00 表示11、 设备变量状态（ DeviceVariableStatus ）：所有需要周期处理的数据（如设备变量和动态变量）都包含一个设备变量状态字节，其内容定义如下：默认 0xc0设备变量状态字节含义四． HART 应用命令命令有通用命令、普通应用命令、设备专用命令三大类，通用命令是所有的 HART现场设备都必须响应的命令； 普通应用命令只被设备部分应用； 设备专用命令是生产商根据需要制定的命令一）通用命令1. Command0：读唯一标识1）短帧请求帧 STX：DelimiteAddressExpansioCommanBytesDataCheckrndCountByteBytes0x020x00|00xxxxxxNULL00NULLXOR响应帧 ACK ：DelimiterAddressExpansioCommandBytesDataChecknCountByteBytes正常响应0x060x00|00xxxxxNULL019状态 数XOR+x据异常响应0x060x00|00xxxxxNULL02状态XORx注：状态 =通讯状态 +设备状态，其含义如前述，以下不再赘述。

2）长帧请求帧 STX：DelimiteAddressExpansioCommanBytesDataCheckrndCountByteBytes0x820x00|38bitsIDNULL00NULLXOR响应帧 ACK ：DelimiterAddressExpansioCommandBytesDataChecknCountByteBytes正常响应0x860x0。