HART通信协议VER 1.6一．概述HART（Highway Addressable Remote Transducer）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（Field Device）：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（Long Frame）：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（Manufacturer ID ）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38 BIT 全为0。

厂商指定的设备类型（Decive Type ）与制造商ID 满足下表要求；设备类型代码指定原则4、 短帧（Short Frame ）：地址Address 由1字节组成的HART 数据帧，短帧只有通用命令Command 0能够使用，短帧字节含义如下：所有的HART 从机都支持长、短帧。

低6位短帧地址：轮询从机地址主机地址0：第二主机1：第一主机1：从机在突发模式0：正常模式短帧Address 字节含义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：：突发模式：主机向从机请求数据（STX ）：从机向主机回复数据（ACK ）：异步（FSK ）：同步（ACK ）00：短帧1字节（轮询）1：长帧5字节（唯一地址）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（Expansion Bytes ）：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（Bytes Count ）：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（Check Byte ）：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，各数据域释义如上数 据 帧前导符通信帧格式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（Bytes Count）至少为2字节，这两个字节分别为响应码（ResponseCode）和设备状态码（Field Device Status）；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6 bits表示命令执行情况的响应。

7、通讯正常时响应码（bit7=0，低6 bits）：* 具体含义因不同命令而定，可查看相关的HART命令资料。

8、通讯出错时响应代码（bit7=1）含义如下：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。

23—bit 小数8—bit 指数1—bit 符号位单精度浮点数格式不可识别的浮点数用0x7f 、0xa0、0x00、0x00表示。

11、设备变量状态（Device Variable Status ）：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mand 0：读唯一标识1）短帧请求帧STX：响应帧ACK：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：响应帧ACK：正常响应帧数据内容2.Command 1：读主变量请求帧STX ： 响应帧ACK ：正常响应帧数据内容3. Command 2：读环路电流和量程百分比请求帧STX ：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 3：读动态变量和环路电流注：本公司压力变送器只有1个动态变量，即主变量请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 6：设置轮询地址请求帧STX：请求帧数据内容响应帧ACK：正常响应帧数据内容同请求帧注：现场设备在制造时就设置轮询地址为0，并且环路电流被允许，这是为了保证HART现场设备能够接到一个只有模拟信号的现场装置。

当轮询地址设置为0时，从设备必须同时工作在环路电流模式（一对一），电流和基本变量值相关联；当轮询地址设置其它值时，从设备必须同时工作在非环路电流模式（一对多），电流设置为能够维持操作的最小值。

mand 7：读环路配置请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 8：读动态变量分类请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 9：读设备变量和状态通过Command 9，最多可读取4个设备变量。

分别是：第1变量：压力值（主变量）第2变量：电流值第3变量：百分比值第4变量：温度值请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容注：当试图要读取的设备变量（最多4个变量，变量个数任意读取，读取第二变量必须读取第一（主）变量，读第三变量必须读取第一、二变量）mand 11：以短标签方式读唯一标识请求帧STX：响应帧数据内容同Command 0mand 12：读信息请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 13：读短标签、设备描述符和日期请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 14：读主变量传感器信息传感器序列号、极限/最小量程单位代码、传感器上限、传感器下限、主变量最小量程请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 15：读设备信息报警码、传感器功能码、主变量单位、主变量上下限值、阻尼、写保护、产品发行人、是否有模拟信号连接在通道上请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 16：读最终装配号请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 17：写信息请求帧STX：请求帧数据内容响应帧ACK：正常响应帧数据内容同响应帧mand 18：写短标签、设备描述符和日期请求帧STX：请求帧数据内容响应帧ACK：正常响应帧数据内容同响应帧mand 19：写最终装配号请求帧STX：请求帧数据内容响应帧ACK：正常响应帧数据内容同请求帧mand 20：读长标签请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 21：以长标签方式读唯一标识请求帧STX：请求帧数据内容响应帧数据内容同Command 0 mand 22：写长标签请求帧STX：请求帧数据内容响应帧ACK：正常响应帧数据内容同请求帧（二）普通应用命令mand 33：读设备变量通过Command 33，可读取最多5个设备变量。

分别是：第1变量：压力值（主变量）第2变量：电流值第3变量：百分比值第4变量：温度值第5变量：传感器电压值* 注：HART 6规定设备变量数不超过4个，以上“第5变量”仅供我公司内部使用，HART 认证时将屏蔽该变量；请求帧STX：响应帧ACK：正常响应帧数据内容mand 34：写主变量阻尼值本命令相当于本地组态功能“06 DAMP”，设置电子阻尼时间（0~32s）。

请求帧STX：请求帧数据内容响应帧ACK：正常响应帧数据内容同请求帧mand 35：写主变量下限值和上限值本命令相当于本地组态功能“04 LRV”和“05 URV”，即无压力零点和量程设置。

请求帧STX：请求帧数据内容响应帧ACK：正常响应帧数据内容同请求帧mand 36：写主变量上限值本命令相当于本地组态功能“03 SPAN”，即有压力量程设置。

通入满量程压力，待读数稳定后，执行本命令。

执行后，变送器将当前压力值设置为上限，输出电流20mA。