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摘要:自2006 年Profibus现场总线成为我国现场总线的国家标准( CB/T 20540-2006)以来, Profibus-DP从站的开发已逐渐成为当$ D6 L# w! w: s
今工业自动化控制及仪表领域的研究热点。针对该热点讨论了采用AT89S52 和协议芯片SPC3设计了Profibus-DP从站,分别从Profi-
5 e4 L3 o2 v6 o: D$ c; S& V0 b8 Qbus-DP从站的硬件设计、软件设计和组网调试三方面展开较详细的讨论，并进行了组网调试。结果表明,该从站能够稳定可靠地运+ z4 U1 U& F8 @ g0 }. e8 v
行,有力地促进了Profibus-DP现场总线的推广应用。
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关键词: Profibus 现场总线 单片机 工业通信 V0接口 GSD 文件
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0引言) u- B, g' R* x' i1 h$ W$ c5 W
在现有的各种现场总线中，Profibus总线占有很大
6 h4 S0 B3 H, @( \. t4 u的市场份额,并提供了DP、PA和FMS三种协议类型。
6 v$ p0 ^8 |; ~; \' NProfibus作为开放式现场总线标准,用户可以根据自己% W0 O6 r2 ~) Z$ u8 k$ G* t
的实际需求开发相应的从站模块,尤其是随着2006年.
- m$ T9 |1 C# O( D: C: o& i! v" a8 p11月Profibus现场总线正式成为我国现场总线国家标( J: M, Q6 ]. s. p8 j
准( GB/T 20540-2006)，Profibus-DP从站的开发已逐渐
- R8 ?5 k3 j+ q- p7 p: K5 K成为当今工业自动化控制及仪表领域的研究热点。
0 w B& c8 b4 f, aAtmel公司的AT89S52是采用非易失性技术生产
& m- I# F6 @# p4 A. g1 z- m的低电压、高性能CMOS单片机,并且具有外扩总线接
1 U9 b5 u* I6 c3 \9 X `口,特别适合与Profibus协议芯片SPC3共同构建Pro-
/ j, ^- P6 H7 zfibus-DP从站(简称DP从站)。
6 m+ c% m5 A, r$ f L1 Profibus-DP 从站总体设计6 e `$ n, i W
Profibus-DP从站按接口类型主要分为开关量输 x7 k. t' J6 y* ]$ Q; n2 U
人/输出从站和模拟量输入/输出从站,以上两种DP! @ w1 s+ ?# \' o; B3 a
从站在硬件上的相同点是均采用单片机和协议芯片实% N9 t3 p% Q& ~( @# u! l: L& |
现对输人/输出接口的信号进行处理;不同点在于从站) p' H0 J! ]# t6 t
处理的信号分别为开关量信号和模拟量信号,输入/输
( [0 H& k& a* l6 u出接口形式不同。基于以，上原因,本文以模块化设计5 R2 a9 t0 Q* O7 D+ g! c
思想,讨论了“接口板+主机板"Profbus-DP从站设计
& j/ @$ i9 Z! e6 J与实现,从站总体结构示意图如图1所示。
' I# c6 r* A. ^8 `主机板主要完成与Profibus-DP主站的通信和系7 p7 P8 l/ F# [( p7 o7 u# q' x! H
统控制,并执行相关V0口子程序;接口板受主机板控
# s `1 g, e/ B! e' W4 y4 \制完成系统信号的采集和输出;主机板和接口板之间
1 M* K; d" j8 W' E1 b. P4 J+ C通过扁平电缆进行连接。
, s2 R$ W1 U3 Y; S5 e以上方案不同接口板可以使用相同的主机板,从
# d; a' A8 y; o3 Y. J3 y2 b; \) n而可以降低研发成本;同时模块化设计可以使主机板. |, X- I, d" t' H' _2 D" O
和接口板在功能上分离,方便了DP从站硬件电路的
" ] }) S$ R# ]调试;模块化设计方案还可以为从站的功能扩展提供
3 B( F! @. H, Q, ~% I: _空间,例如DP从站的应用发生变化时,只需对接口板
' P& k# o' E$ {! c进行重新设计,主机板无需重新设计。
+ k5 \. Q) X$ r2 Proflbus-DP 从站硬件设计
, V' Q/ e' X- L; P7 ZProfibus-DP从站硬件设计主要包括:主机板设计、$ r6 J4 z+ C( \+ K
AI接口板设计、AO接口板设计、DI接口板设计和DO X$ I/ Z- d1 p$ c# ?
接口板设计。' Y1 y5 @$ b, p% L0 z7 b/ Y
2.1主机板设计
2 F- R! b3 x: W" J9 W0 r# _. j! ] R主机板硬件结构如图2所示。其中SPC3是Sie-
3 e9 m$ u' t$ y" rmens公司生产的一种用于Profibus-DP从站的智能通1 o, Z4 M" X9 I+ t
信芯片,其内部结构如图3所示。SPC3 集成了大部分5 N; [$ K# Y, }% M# I4 ?! s
的Profibus-DP协议，SPC3 通过它的双口RAM与微处理
3 S6 a$ v3 q% u/ u$ z器交换数据,微处理器操作SPC3芯片就像操作它的外9 {# r6 h% X% D; Z$ j4 }
部RAM。DP通信的服务存取点由SPC3自动建立,各4 A; s# a8 `5 j5 ~0 @1 E$ A
种报文信息呈现在用户面前是不同BUF的内部数据,.
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附件下载：9 u" k* L" L. f: W" D# b
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发表于 2020-3-12 08:55
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