最近，對于HART協(xié)議的有關(guān)內(nèi)容，我們已經(jīng)詳盡了不少內(nèi)容。不知道大家對于這部分知識的原理是否有掌握清楚。那么今天，我們再來強(qiáng)調(diào)一下它的格式。首先看一下消息結(jié)構(gòu)吧。

消息結(jié)構(gòu)

如下所示，一條消息包括源地址、目的地址和一個校驗(yàn)位。每一個應(yīng)答消息中包括現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，用于確保持續(xù)通訊的順暢進(jìn)行。數(shù)據(jù)位可有可無，視具體情況而定。一般每秒種可以傳輸2～3條消息。

PREAMBLE  START    ADDRCOM    BCNT    STATUS  DATA    PARITY
序文    定界符    地址    命令號  數(shù)據(jù)長度 響應(yīng)碼  數(shù)據(jù)字節(jié) 奇偶校驗(yàn)

HART協(xié)議5．0版本以前版本的設(shè)備一般采用“短結(jié)構(gòu)”，單一的現(xiàn)場設(shè)備如果只利用4～20 mA電流信號進(jìn)行測量時，從設(shè)備的地址都是0；否則，對于多設(shè)備而言，從設(shè)備的地址是從1～15，這種短結(jié)構(gòu)的地址采用“隨選”的方法，隨機(jī)分配1～15中的一個。HART協(xié)議5．0版本推出了“長結(jié)構(gòu)”，這種格式的從設(shè)備地址具有獨(dú)一無二性，如同每個網(wǎng)卡中物理地址一樣，全世界范圍內(nèi)都沒有重復(fù)，一般占5個地址字節(jié)中的38位。這38位地址信息包含了生產(chǎn)廠家的代碼、設(shè)備型號碼和設(shè)備識別碼。這種格式減少了誤傳輸和誤接收的可能性?，F(xiàn)在大多數(shù)主機(jī)設(shè)備既能支持長結(jié)構(gòu)又兼容短結(jié)構(gòu)，當(dāng)從機(jī)的應(yīng)答信號中沒有“唯一”標(biāo)識碼時，HART協(xié)議5．0版本及其以上的版本提供的0號命令，就可以用于短幀中的設(shè)備地址識別。也就是說，主機(jī)將根據(jù)應(yīng)答信號中是否具有“惟一”標(biāo)識碼來決定結(jié)構(gòu)格式為“長”還是“短”。 

一般消息幀的組成，其中：

（1）PREAMBLE導(dǎo)言字節(jié)，一般是5～20個FF十六進(jìn)制字節(jié)。他實(shí)際上是同步信號，各通訊設(shè)備可以據(jù)此略做調(diào)整，保證信息的同步。在開始通訊的時候，使用的是20個FF導(dǎo)言，從機(jī)應(yīng)答0信號時將告之主機(jī)他“希望”接收幾個字節(jié)的導(dǎo)言，另外主機(jī)也可以用59號命令告訴從機(jī)應(yīng)答時應(yīng)用幾位導(dǎo)言。

（2）START起始字節(jié)，他將告之使用的結(jié)構(gòu)為“長”還是“短”、消息源、是否是“突發(fā)”模式消息。主機(jī)到從機(jī)為短結(jié)構(gòu)時，起始位為02，長幀時為82。從機(jī)到主機(jī)的短結(jié)構(gòu)值為06，長結(jié)構(gòu)值為86。而為“突發(fā)”模式的短結(jié)構(gòu)值為01，長結(jié)構(gòu)為81。一般設(shè)備進(jìn)行通訊接收到2個FF字節(jié)后，就將偵聽起始位。

（3）ADDR地址字節(jié)，他包含了主機(jī)地址和從機(jī)地址，如前所述，短結(jié)構(gòu)中占1字節(jié)，長結(jié)構(gòu)中占5字節(jié)。無論長結(jié)構(gòu)還是短結(jié)構(gòu)，因?yàn)镠ART協(xié)議中允許2個主機(jī)存在，所以我們用首字節(jié)的最高位來進(jìn)行區(qū)分，值為1表示第一主機(jī)地址，第二主機(jī)用0表示。“突發(fā)”模式是特例，0，1值將交替出現(xiàn)，也就是說，在該模式下，賦予2個主機(jī)的機(jī)會均等。次高位為1表示為“突發(fā)”模式，短結(jié)構(gòu)用首字節(jié)的0～4位表示值為0～15的從機(jī)地址，第5，6位賦0；而長結(jié)構(gòu)用后6位表示從機(jī)的生產(chǎn)廠商的代碼，第2個字節(jié)表示從機(jī)設(shè)備型號代碼，后3～5個字節(jié)表示從機(jī)的設(shè)備序列號，構(gòu)成“唯一”標(biāo)志碼。

 短幀地址結(jié)構(gòu)

另外，長結(jié)構(gòu)的低38位如果都是0的話表示的是廣播地址，即消息發(fā)送給所有的設(shè)備。

（4）COM命令字節(jié)，他的范圍為253個，用HEX的0～FD表示。31，127，254，255為預(yù)留值。

（5）BCNT數(shù)據(jù)總長度，他的值表示的是BCNT下一個字節(jié)到最后（不包括校驗(yàn)字節(jié)）的字節(jié)數(shù)。接收設(shè)備用他可以鑒別出校驗(yàn)字節(jié)，也可以知道消息的結(jié)束。因?yàn)橐?guī)定數(shù)據(jù)最多為25字節(jié)，所以他的值是從0～27。

（6）STATUS狀態(tài)字節(jié)，他也叫做“響應(yīng)碼”，顧名思義，他只存在于從機(jī)響應(yīng)主機(jī)消息的時候，用2字節(jié)表示。他將報告通訊中的錯誤、接收命令的狀態(tài)（如：設(shè)備忙、無法識別命令等）和從機(jī)的操作狀態(tài)。

如果我們在通訊過程中發(fā)現(xiàn)了錯誤，首字節(jié)的最高位（第7位）將置1，其余的7位將匯報出錯誤的細(xì)節(jié)，而第2個字節(jié)全為0。否則，當(dāng)首字節(jié)的最高位為0時，表示通訊正常，其余的7位表示命令響應(yīng)情況，第2個字節(jié)表示場設(shè)備狀態(tài)的信息。

UART發(fā)現(xiàn)的通訊錯誤一般有：奇偶校驗(yàn)、溢出和結(jié)構(gòu)錯誤等。命令響應(yīng)碼可以有128個，表示錯誤和警告，他們可以是單一的意義，也可以有多種意義，我們通過特殊命令進(jìn)行定義、規(guī)定?，F(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)信息用來表示故障和非正常操作模式。

（7）在HART協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)中，DATA數(shù)據(jù)字節(jié)，首先我想說明的是并非所有的命令和響應(yīng)都包含數(shù)據(jù)字節(jié)，他最多不超過25字節(jié)（隨著通訊速度的提高，正在要求放寬這一標(biāo)準(zhǔn)）。數(shù)據(jù)的形式可以是無符號的整數(shù)（可以是8，16，24，32 b），浮點(diǎn)數(shù)（用IEEE754單精浮點(diǎn)格式）或ASCII字符串，還有預(yù)先制定的單位數(shù)據(jù)列表。具體的數(shù)據(jù)個數(shù)根據(jù)不同的命令而定。

（8）CHK奇偶校驗(yàn)，方式是縱向奇偶校驗(yàn)，從起始字節(jié)開始到奇偶校驗(yàn)前一個字節(jié)為止。另外，每一個字節(jié)都有1位的校驗(yàn)位，這兩者的結(jié)合可以檢測出3位的突發(fā)錯誤。