1、硬件原理设计
被测介质的压力作用于单晶硅压力传感器上，通过信号检测电路将其转换为直流电信号，通过信号调理转换为一定幅度的电压信号，经A/D转换为数字量传送至MCU处理，压力及温度信号经微处理器的数据处理，程序运算，并经D/A转换以及HART通信电路处理，将压力及温度参数转换成所需要的4-20mA标准直流电流信号及符合HART协议的数字信号，并调制在二线制电流信号上，提供给用户使用，同时驱动LCD液晶显示器实时显示。在变送器电路中设置了专门用于存储传感器特征信息的存储器芯片，用于传感器出厂特征数据的保存实现关键参数冗余保护。如图2所示。
2、单晶硅传感器模块
单晶硅压力传感器内部封装的传感器芯片的本质将决定*终产品的性能与等级。本文中的传感器采用德国*的MEMS技术制成的高稳定性单晶硅传感器芯片，悬浮式设计，内嵌德国进口测压膜盒与信号处理模块，使信号具有很高的一致性，减少装配应力引起的误差，具有较高的稳定性。单晶硅压力传感器的输出灵敏度高、信号量大，并且电路设计较为简洁可靠，与传统金属电容式传感器相比较，具有很好的回差特性，线性误差曲线的回差极小，基本可以忽略不计。单晶硅压力传感器内部集成有随温度线性变化的二极管，测量温度用于温度补偿参考，可在大范围内的静压和温度下提供高的测量精度和稳定性。
3、信号处理模块
智能压力变送器信号处理模块主要由 MCU 微处理器、A/D转换、D/A输出、存储器等部分组成。本设计选用一款具有超低功耗功能强大的单片机，具有丰富的片上外围模块、强大的运算处理能力、中断资源多，开发方式方便高效。MCU内含一个24位高精度Σ－Δ型ADC，信号单端/差分输入，内部1.2V基准电压源，适用于传感器信号转换处理。高精度AD将传感器模块检测输出的模拟电信号转换为数字信号，交由MCU芯片处理，主控芯片完成线性化，温度补偿等相关计算功能后， 相关的AD值，PV值等数据存放在存储器中，由HART信号实现同上位机的通信和数据交换，并且通过并且通过LCD液晶屏就地显示。
4-20mA转换输出选用了低功耗、高精度的D/A转换芯片AD5421。4-20mA电流环的16位DA转换器，与HART协议兼容，并且具有可编程的报警电流输出，在两线制智能变送器中是一个非常理想的电流环芯片，满足智能变送器的工业控制标准信号输出。
4、HART通信模块
HART协议通信模块主要由HART调制解调芯片和D/A转换器AD5421及其外围电路实现。本设计采用低功耗的AD5700作为HART调制解调器。芯片内部集成了符合Bell202标准的调制器、解调器、接收滤波器、发送信号整形电路、载波检测等电路便于构建满足HART协议物理层。
