該DAC8742H是一款兼容 HART、FOUNDATION 現(xiàn)場總線?和 PROFIBUS PA 的低功耗調制解調器，專為工業(yè)過程控制和工業(yè)自動化應用而設計。^?^
*附件：dac8742h.pdf

在HART模式下，DAC8742H集成了所有必需的電路，以作為半雙工HART物理層調制解調器工作，在從機或主機配置中，濾波的外部元件最少。在 FOUNDATION 現(xiàn)場總線模式下，DAC8742H集成了所有必需的電路，以作為半雙工 FOUNDATION 現(xiàn)場總線兼容 H1 控制器和 MAU 運行。

HART、FOUNDATION 現(xiàn)場總線或 PROFIBUS PA 數(shù)據(jù)流可以通過 UART 接口或由 SPI 接口訪問的集成 FIFO 從微控制器傳輸。SPI接口包括一個SDO引腳，用于菊花鏈支持、各種中斷和其他擴展功能。

特性

• 符合 HART 標準的物理層調制解調器
  • 1200/2200 Hz HART FSK 正弦波
  • 寄存器TX信號的可編程幅度
    （僅限DAC8741H/DAC8742H）
  • 集成RX解調器和帶通濾波器，外部元件最少
• FOUNDATION 現(xiàn)場總線兼容 H1 控制器和介質連接單元 （MAU）
  • 基于曼徹斯特編碼總線供電 （MBP） 的 31.25 kbit/s 通信
  • 集成曼徹斯特編碼器和解碼器
  • 與 PROFIBUS PA 兼容
• 低靜態(tài)電流：典型工業(yè)工作溫度范圍（-40°C 至 85°C）下最大 180 uA
• 集成1.5V基準電壓源
• 靈活的時鐘選項
  • 內部振蕩器
  • 外部晶體振蕩器
  • 外部CMOS時鐘
• 數(shù)字接口
  • DAC8742H：UART 和 SPI
• 可靠性：CRC位錯誤檢查、看門狗定時器
• 寬工作溫度：–55°C 至 125°C
• 5 mm x 5 mm TQFP 封裝

參數(shù)

方框圖

DAC8742H 是德州儀器推出的低功耗多協(xié)議調制解調器，兼容 HART、FOUNDATION Fieldbus 與 PROFIBUS PA 工業(yè)通信協(xié)議，核心優(yōu)勢為高集成度、寬溫工作與靈活接口，適用于工業(yè)過程控制、PLC/DCS I/O 模塊、傳感器變送器等工業(yè)自動化場景。

一、核心產(chǎn)品特性與參數(shù)

1. 通信協(xié)議與信號特性

• 協(xié)議支持：HART 模式支持 1200/2200 Hz FSK 正弦波調制解調，F(xiàn)OUNDATION Fieldbus/PROFIBUS PA 模式支持 31.25 kbit/s 曼徹斯特編碼。
• 信號性能：HART 模式發(fā)射輸出幅度 450480 mVp-p（160 Ω 負載），接收靈敏度 80120 mVp-p；FF/PA 模式發(fā)射輸出幅度典型值 800 mVp-p，接收靈敏度 75 mVp-p，抖動容差 ±3.2 μs。

2. 接口與控制功能

• 數(shù)字接口：支持 UART 與 SPI 雙接口，SPI 速率最高 12.5 MHz，支持菊花鏈擴展，UART 模式 HART 協(xié)議 1200 BAUD、FF/PA 協(xié)議 57.6 kBAUD。
• 輔助功能：集成 CRC 校驗、看門狗定時器、載波檢測（CD）、中斷（IRQ）功能，支持全雙工自檢模式，配備 Jabber 抑制器防止總線持續(xù)占用。

3. 電源與環(huán)境

• 電源配置：模擬電源（AVDD）2.75.5 V，數(shù)字接口電源（IOVDD）1.715.5 V，典型靜態(tài)電流 180 μA（工業(yè)溫度范圍），掉電模式電流最大 60 μA。
• 工作溫度范圍 - 55°C~+125°C，采用 5mm×5mm 32 引腳 TQFP 封裝，焊球材質 NIPDAU，符合 RoHS 標準，MSL 等級 3（260°C 峰值回流，168 小時存儲）。

4. 集成組件

• 基準源：內置 1.5 V 精密基準源（精度 ±2%），支持外部 2.5 V 基準源輸入，適配不同精度需求。
• 濾波與振蕩：集成帶通濾波器（BPF），支持內部 / 外部濾波切換；時鐘可選內部振蕩器、外部晶體或 CMOS 時鐘，HART 模式時鐘頻率 1.2288/3.6864 MHz，F(xiàn)F/PA 模式 4 MHz。

二、關鍵功能與優(yōu)勢

1. 多協(xié)議兼容

• 單一芯片支持三種主流工業(yè)通信協(xié)議，無需額外外置調制解調器，簡化工業(yè)設備通信設計，降低 BOM 成本。
• HART 模式支持主從設備配置，F(xiàn)F/PA 模式集成 H1 控制器與介質連接單元（MAU），滿足不同工業(yè)總線需求。

2. 高可靠性與靈活性

• 防護特性：ESD 防護等級 HBM±8000 V、CDM±1500 V，具備 RF 過載檢測與總線沖突保護，適應工業(yè)惡劣環(huán)境。
• 配置靈活：通過寄存器可編程 HART 發(fā)射幅度（400~800 mVp-p 步進 25 mVp-p）、FF/PA 前導碼長度與曼徹斯特編碼極性，支持軟件復位與電源管理。

3. 低功耗與小型化

• 優(yōu)化功耗設計，工業(yè)溫度范圍內典型工作電流僅 180 μA，適配環(huán)路供電的 2 線制傳感器變送器。
• 5mm×5mm 小封裝結合高集成度（內置基準、濾波、調制解調電路），節(jié)省 PCB 空間，適配小型工業(yè)設備。

三、典型應用場景

1. 核心應用領域

• 工業(yè)過程控制：PLC 與 DCS 系統(tǒng)的模擬量 I/O 模塊，實現(xiàn) 4~20 mA 模擬信號與數(shù)字通信的疊加傳輸。
• 傳感器變送器：溫度、壓力、流量等傳感器的信號變送，通過 HART 協(xié)議實現(xiàn)設備校準、診斷與數(shù)據(jù)交互。
• 分布式控制系統(tǒng)：FOUNDATION Fieldbus/PROFIBUS PA 總線設備接口，適配分布式天線系統(tǒng)（DAS）等工業(yè)網(wǎng)絡。

2. 典型應用電路

• 2 線制 HART 變送器 ：DAC8742H 作為 HART 調制解調器，與 MSP430 控制器、DAC8830 數(shù)模轉換器、運算放大器配合，實現(xiàn) 4~20 mA 電流環(huán)與 HART 數(shù)字信號的融合傳輸，支持環(huán)路供電與總線通信。

四、設計與使用建議

1. 電源與布局

• 電源去耦：AVDD 與 IOVDD 引腳就近放置 0.1 μF 陶瓷電容 + 1 μF 電解電容，模擬地（AGND）與數(shù)字地（DGND）單點連接，減少干擾。
• 信號布線：模擬信號（MOD_IN/MOD_OUT）與數(shù)字信號分開布線，HART 模式 MOD_OUT 引腳需并聯(lián) 522 nF 電容，F(xiàn)F/PA 模式并聯(lián) 0100 pF 電容保證穩(wěn)定性。

2. 配置與校準

• 首次使用需通過寄存器配置通信協(xié)議、接口模式、發(fā)射幅度與時鐘源，HART 模式建議啟用內部帶通濾波器簡化外圍電路。
• 高精度場景需校準基準源與信號幅度，利用全雙工模式進行自檢，確保發(fā)射與接收鏈路正常。

3. 多設備與總線配置

• 多設備級聯(lián)時，SPI 接口通過 SDO 引腳實現(xiàn)菊花鏈，UART 接口需通過地址區(qū)分設備，總線電容控制在推薦范圍內。
• HART 模式需注意總線匹配電阻（典型 160 Ω），F(xiàn)F/PA 模式需遵循總線拓撲規(guī)范，確保信號完整性。