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- M _ d' O/ \/ n" j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: a3 S- X: U" Y+ U) ?' r$ w9 ~
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-/ m; t* Q* l1 F9 j7 T% s" W' V
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
2 u5 \$ R2 I7 {! W; _5 c1 ^" ^行,有力地促进了Profibus-DP现场总线的推广应用。1 p) v8 {9 F$ o$ @* R% y" C5 |
% P; a" M; J0 ?5 X5 o2 m: G+ B5 [" X
关键词: Profibus 现场总线 单片机 工业通信 V0接口 GSD 文件0 A" |+ J4 J) ^) G& Q
x( l ~* a' p. M+ X0引言
4 q& b* m& T7 J- ]0 ]( Z在现有的各种现场总线中，Profibus总线占有很大" E0 X/ s+ b) l( g
的市场份额,并提供了DP、PA和FMS三种协议类型。0 ^/ l/ ~$ l5 g, M6 K
Profibus作为开放式现场总线标准,用户可以根据自己$ a+ b7 f# H T; \4 D
的实际需求开发相应的从站模块,尤其是随着2006年.( H" s7 g: D5 }# p7 O
11月Profibus现场总线正式成为我国现场总线国家标
! e8 ?7 ^7 K' Z0 Z% J准( GB/T 20540-2006)，Profibus-DP从站的开发已逐渐: j$ f8 ?, M! e8 h
成为当今工业自动化控制及仪表领域的研究热点。) ?$ v ]5 H* A* r
Atmel公司的AT89S52是采用非易失性技术生产) ]% n; |% L: [ ]6 E
的低电压、高性能CMOS单片机,并且具有外扩总线接- E1 P1 `% o) c
口,特别适合与Profibus协议芯片SPC3共同构建Pro-' Y6 e& e- j1 I' {$ z6 L; f8 z' V
fibus-DP从站(简称DP从站)。0 |: H+ Y" z& W) z* h6 z/ f( g
1 Profibus-DP 从站总体设计% q# w+ O- |( q
Profibus-DP从站按接口类型主要分为开关量输
5 c u' w3 }8 f人/输出从站和模拟量输入/输出从站,以上两种DP5 X# K M2 M' s' m5 n, T! z
从站在硬件上的相同点是均采用单片机和协议芯片实
2 A- ]2 S5 Z/ c现对输人/输出接口的信号进行处理;不同点在于从站
' s, W. T2 R7 @: `/ M% p+ d. {6 @+ I处理的信号分别为开关量信号和模拟量信号,输入/输
7 C! c' P# \7 e* [出接口形式不同。基于以，上原因,本文以模块化设计. n& _ f/ O+ y0 q7 @; e
思想,讨论了“接口板+主机板"Profbus-DP从站设计& c9 o4 ]4 T9 j: u" C! K
与实现,从站总体结构示意图如图1所示。5 Y, t" `* t' v
主机板主要完成与Profibus-DP主站的通信和系
: z. c) f" {2 N- y3 X统控制,并执行相关V0口子程序;接口板受主机板控
, T( I. }9 s+ z! O9 E q制完成系统信号的采集和输出;主机板和接口板之间
8 I& m& B1 }3 H通过扁平电缆进行连接。
2 |* D. s3 J) O/ q& L以上方案不同接口板可以使用相同的主机板,从3 i- S7 x- l4 z" i9 ]
而可以降低研发成本;同时模块化设计可以使主机板
% Q/ ?9 z) o2 c! S" k和接口板在功能上分离,方便了DP从站硬件电路的0 [* n* z% {' A7 y
调试;模块化设计方案还可以为从站的功能扩展提供4 U9 T# y/ n$ [' Q- b
空间,例如DP从站的应用发生变化时,只需对接口板, e2 J* @, g; P' E% w1 c" |
进行重新设计,主机板无需重新设计。
% j9 ?1 B6 `5 ~& X. a I. [2 Proflbus-DP 从站硬件设计5 f; [6 H9 ], k; y6 Z4 N
Profibus-DP从站硬件设计主要包括:主机板设计、
2 u( F; I P! \3 @! c+ ]4 {" j, GAI接口板设计、AO接口板设计、DI接口板设计和DO
+ W+ c7 t8 v3 _. N& O接口板设计。
. z7 a) E* I! p* O8 O$ m2.1主机板设计9 d& X( C8 u* U" h6 o2 b% C# g# u
主机板硬件结构如图2所示。其中SPC3是Sie-
/ k; P% p0 u( Q0 p7 n& c9 nmens公司生产的一种用于Profibus-DP从站的智能通
! l5 ^4 ]7 t1 Y# G5 e信芯片,其内部结构如图3所示。SPC3 集成了大部分
0 x8 N1 O# b8 A2 Q M的Profibus-DP协议，SPC3 通过它的双口RAM与微处理& J* S' [! \3 ]3 ^5 d8 H# ^$ x2 t
器交换数据,微处理器操作SPC3芯片就像操作它的外4 I+ |% [8 y4 B! K# H% _
部RAM。DP通信的服务存取点由SPC3自动建立,各( E5 `2 z1 J7 \7 _9 L
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：
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发表于 2020-3-12 08:55
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