近年来,现场总线仪表以其完善的功能和突出的特点被越来越多的用户采用,现场总线温度变送器取代传统的温度变送器也已成必然趋势。目前,传统的4～20mA模拟控制系统依然广泛应用于工业控制领域,如果将其直接替换成数字控制系统造价较高。HART协议作为一种过渡性协议非常有利于工业控制系统进行数字化改造。该协议采用基于Bell202通信标准的频移键控技术,在4～20mA模拟信号上叠加了一个频率信号,实现了模拟信号和数字信号的同时传输。正是由于这个特点,HART仪表在当今的现场智能仪表国际市场中占有了较大的份额,并保持着较强的市场竞争力。当前市场上的HART温度变送器产品多为非隔离式的,但由于温度变送器应用环境的特殊性,其输入与输出的电气隔离是非常必要的。本课题的研究具有很强的实际意义。论文首先分析了HART协议温度变送器的一种典型设计方案,并在考虑了需要在变送器中实现电气隔离的问题后提出了一种新型的隔离式HART协议温度变送器设计方案。论文对新方案的功耗进行了详细分析,论证了该方案的可行性,解决了隔离电源的产生问题,合理选择了电路中使用的元器件,设计了变送器各部分的具体电路,强调了制作印制线路板时需要注意的问题。论文提出了HART协议温度变送器的测温算法和K型热电偶冷端补偿算法,完成了变送器软件设计,并使用IAR EWAVR4.10A集成开发环境完成了对ATmegal68V单片机的软件编程。另外,论文还介绍了HART手操器的软硬件研发过程。在论文的最后对该温度变送器进行了调试与测试。测试结果表明,本论文所设计的隔离式HART协议温度变送器在无冷端补偿时的精度优于0.1%,有冷端补偿时的精度优于0.2%,达到了预期的设计要求。