现场总线是目前国际上过程控制领域的一个热点。通过现场总线数字通信技术可以延伸到现场级仪表,给工业控制系统带来一场革命。在传统模拟仪表向全数字化仪表转变的过程中,HART通信协议作为一种过渡协议应运而生,并且现已成为智能仪表“事实上”的标准。目前智能化现场设备的国内市场大部分被国外大公司所控制。为了适应工业现场需要,满足国内现场工业仪表对现场通信方面的要求,本人以本实验室已成功开发的智能阀门定位器为基础,对HART协议在智能仪表领域的应用做了一些有益尝试,并最终开发了智能电气定位器的HART通讯接口。HART协议规范是本课题研究和开发的基础。首先,本文对HART协议作了一个比较全面的分析,介绍了HART协议与OSI/ISO七层协议的对应关系,通过深入研究HART协议物理层、数据链路层和应用层的定义和功能,掌握了HART协议的工作机理。其次,基于对HART通信协议的理解,结合智能阀门控制系统要求,给出了HART通讯接口的硬件设计方案分析,包括芯片选型、系统低功耗分析。在硬件电路设计上较为详尽的介绍了电源产生电路、HART调制解调模块、HT2015与MCU接口电路、接收带通滤波电路、输出整形发送电路以及时钟产生电路等。最终完成了两块电路板的开发——PC机HART调制解调器和定位器HART接口卡。在软件设计上,根据智能电气阀门定位器的功能要求,给出了命令系统设计方案。在深入理解HART通信协议各个状态转换模型的基础上,采用C语言在单片机MSP430中编程完成了下位机部分软件开发。同时对上位机专用软件的功能设计要求做了简要介绍,并阐述了其作为主设备的通信工作机制。最后,论文就HART通讯接口的调试工作做了介绍,包括HART475手操器的应用,调试过程中遇到的问题及解决方案。给出的测试结果验证了该HART通讯接口设计的可靠性和可行性,具有良好的工程应用价值。