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; b9 v3 ^( E) c0 Y& P( F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( [% P3 _' L' y3 E0 ^+ F
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-
4 U( Y) G8 D1 `6 k2 ~bus-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
# o( M3 k8 }& ~& _行,有力地促进了Profibus-DP现场总线的推广应用。6 a5 _, o1 j1 g" Q0 @4 A9 L
8 T5 U F! H3 l- S8 w8 m
关键词: Profibus 现场总线 单片机 工业通信 V0接口 GSD 文件
6 @7 N9 Z) s1 T2 q* I) K7 M, U- Y* P
! z- c6 @% D# ~/ d/ N& Q* I" S0引言) B0 D2 B# X4 z
在现有的各种现场总线中，Profibus总线占有很大9 Q- C5 B; o" h* p
的市场份额,并提供了DP、PA和FMS三种协议类型。" H5 z1 G, |2 m: I. G7 a" \4 o1 ]1 o# I/ T
Profibus作为开放式现场总线标准,用户可以根据自己
. O* V8 c5 d, m8 K( q: V% a的实际需求开发相应的从站模块,尤其是随着2006年.
+ \3 e- t7 Q8 E2 L, o11月Profibus现场总线正式成为我国现场总线国家标
4 l5 B2 F, [# B& H# \准( GB/T 20540-2006)，Profibus-DP从站的开发已逐渐
6 J1 Z, W6 w1 h2 |# k+ I成为当今工业自动化控制及仪表领域的研究热点。
. d. v( x _) K" }' ~1 o: b' {6 g) MAtmel公司的AT89S52是采用非易失性技术生产
+ }2 u( B" v$ w: d% _( S的低电压、高性能CMOS单片机,并且具有外扩总线接' d" g: V4 g5 N! P6 J5 p
口,特别适合与Profibus协议芯片SPC3共同构建Pro-
`8 ]+ g5 T# ofibus-DP从站(简称DP从站)。
) ]& |" q- ?" `. W6 u& T$ _1 Profibus-DP 从站总体设计
! W7 _' P; X& I- ?8 Q+ d) D) EProfibus-DP从站按接口类型主要分为开关量输
! B" ]) d8 g2 z2 C) y9 |人/输出从站和模拟量输入/输出从站,以上两种DP3 m8 h, f' f! }- a6 o0 G2 K7 F
从站在硬件上的相同点是均采用单片机和协议芯片实" ?9 L8 W' w: J |5 W; U+ N4 J6 l
现对输人/输出接口的信号进行处理;不同点在于从站1 X; l3 `0 M3 J0 x
处理的信号分别为开关量信号和模拟量信号,输入/输* F$ y. I, @$ p2 V y) p
出接口形式不同。基于以，上原因,本文以模块化设计
' f$ @1 F$ _# D! L6 d" @1 @5 i6 D$ l思想,讨论了“接口板+主机板"Profbus-DP从站设计
" K0 _; k& A( k" k$ I与实现,从站总体结构示意图如图1所示。
- m& N( X- `: l9 g2 _" O主机板主要完成与Profibus-DP主站的通信和系0 a0 j7 A! |+ j- Q/ R0 i& V6 T
统控制,并执行相关V0口子程序;接口板受主机板控+ O0 V5 U B) x% C) [
制完成系统信号的采集和输出;主机板和接口板之间
: G" Q+ |8 h, X5 S5 |! A, h通过扁平电缆进行连接。8 N# s2 l) }: _& e3 R# `# l5 h8 ~7 P
以上方案不同接口板可以使用相同的主机板,从/ Q/ G' N) D4 e) Q2 `' O6 [
而可以降低研发成本;同时模块化设计可以使主机板8 r* O C8 K( _- w! l
和接口板在功能上分离,方便了DP从站硬件电路的1 |- {/ L9 g9 U9 | t4 e H) n( S
调试;模块化设计方案还可以为从站的功能扩展提供1 B! G$ ^' O7 G& ]8 `" d8 t0 t! J
空间,例如DP从站的应用发生变化时,只需对接口板
+ V2 Q$ N" f! z! J9 n2 q& c进行重新设计,主机板无需重新设计。
, U. B1 L2 p5 m) j4 w0 F2 Proflbus-DP 从站硬件设计
' Q& E3 |) s% Z# E( TProfibus-DP从站硬件设计主要包括:主机板设计、
( u* H9 s7 Z5 M1 d* f) YAI接口板设计、AO接口板设计、DI接口板设计和DO
0 |3 m( O4 e9 }, S9 |/ m# @接口板设计。& Q- p# {- F( m; B u9 J4 k
2.1主机板设计( E" k# {' `, C0 I3 B* V
主机板硬件结构如图2所示。其中SPC3是Sie-
5 {7 K0 G6 V( k ~mens公司生产的一种用于Profibus-DP从站的智能通
, e' c" X. i& U" v8 w信芯片,其内部结构如图3所示。SPC3 集成了大部分
" a! W0 ^2 N! H% r8 @' q3 Q的Profibus-DP协议，SPC3 通过它的双口RAM与微处理. }5 p- V. h3 L& d; T6 y0 W
器交换数据,微处理器操作SPC3芯片就像操作它的外9 P+ e: Z- G' p# L% t
部RAM。DP通信的服务存取点由SPC3自动建立,各
4 q- U6 _+ j! g8 Z) m. i种报文信息呈现在用户面前是不同BUF的内部数据,./ X! _/ |; u0 h% v- ]
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' [6 N6 D3 t# z- w附件下载：; ` [4 S$ ]& a0 I5 t
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发表于 2020-3-12 08:55
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