IEEE 1451.4混合模式接口(MMI)智能变送器数字驱动电路

　　引言

　　最初并没有适用于混合模式变送器和网络应用处理器(NCAP)的数字通信接口标准。每家变送器制造商都定义有自己的接口。所以，一家变送器厂商的产品不可能支持所有控制网络。为解决这一问题，IEEE仪器和测量协会的传感器技术委员会发起一项倡议，为传感器、执行器、混合模式通信协议和传感器电子数据表(TEDS)格式创建智能变送器接口标准。这项倡议促成了IEEE 1451.4-2004，已被纳入美国国家标准(ANSI)。

　　该标准的主要目标包括：

　　实现传感器的即插即用，通过公共传感器通信接口实现。

　　支持并简化智能变送器的创建。

　　简化测量仪器系统的设置和维护。

　　以最少的存储器容量实现智能变送器的部署。

　　标准阐述了以下内容：

　　变送器，包括混合模式接口(MMI)和变送器电子数据表(TEDS)。

　　MMI，用于存取TEDS。

　　TEDS，驻留于变送器内部的存储芯片。

　　说明TEDS数据结构的模板。

　　模板描述语言(TDL)。

　　称为变送器模块的软件对象，通过TDL访问TEDS，并对其进行解码和编码。

　　满足IEEE 1451.4标准的变送器可通过TEDS提供自身说明。本应用笔记讨论了用于访问TEDS的NCAP (数据采集系统)数字驱动器电路。

　　IEEE 1451.4混合模式接口(MMI)

　　IEEE 1451.4 MMI用于连接变送器和NCAP或数据采集系统(DAS)之间的模拟信号和TEDS。IEEE 1451.4标准定义了两类MMI。Class 1中，TEDS与模拟功能共用一根线，采用负压通信。Class 2提供TEDS独立线对通信，采用正压通信。因此，按照用笔记4206：“为嵌入式应用选择合适的1-Wire®主机”一文的说明，Class 2与Maxim的1-Wire驱动器(主控)相吻合。由于Class 1采用负压通信，需要更加复杂的驱动电路。

　　在Class 1中，有三种MMI版本，分别采用2线、3线或4线与变送器或TEDS通信。这些接口的共性是模拟和数字功能共用一条线。共用连线可以是信号线、电源线或返回通道。

　　图1所示为典型的2线恒流供电传感器，共用信号线。通过反转信号线的极性，二极管允许顺序访问放大器或TEDS存储器。当控制开关处于“analog”位置时，DAS的正电流源通过信号线和上方的二极管为放大器供电。变送器输出在信号线上表现为模拟电压。当控制开关处于“digital”位置时，存储器件由负逻辑电源通过下方的二极管供电。电路中给出了在TEDS存储器芯片端子之间的下拉电阻(Rt)。该电阻用于释放存储器电路和引线电容的电荷，确保逻辑0电平满足时隙要求。