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) P& W' d' U2 P- N2 n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# V& J3 ~6 ~2 x$ \) b: g* i
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-
0 v: j% q6 X% a2 H3 A# Nbus-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
& h: z# B. `. F4 q( M. [2 ~" j% W0 i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; Y. b* s+ {' r( q( e, c- h+ X
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0引言
8 i" i; ?" K, v* [0 s$ o. U6 H( z, `在现有的各种现场总线中，Profibus总线占有很大
0 j) b1 ~% P# i! g+ b2 s的市场份额,并提供了DP、PA和FMS三种协议类型。8 N: N @8 t# q5 ~' j" b
Profibus作为开放式现场总线标准,用户可以根据自己
5 [, V% z/ B" O+ X. I( g0 H* j的实际需求开发相应的从站模块,尤其是随着2006年.
& b0 `, A, f5 O( e$ a) e11月Profibus现场总线正式成为我国现场总线国家标
+ {) k6 K6 X p准( GB/T 20540-2006)，Profibus-DP从站的开发已逐渐
y3 H# F0 b% ?0 {成为当今工业自动化控制及仪表领域的研究热点。
/ M' E' j6 x# q; `' cAtmel公司的AT89S52是采用非易失性技术生产
0 n, V: P, S- @3 Y4 g @的低电压、高性能CMOS单片机,并且具有外扩总线接! h, K- Y+ x* _ x' m6 ]. l
口,特别适合与Profibus协议芯片SPC3共同构建Pro-( a4 Z/ K3 ^1 o5 t8 Y
fibus-DP从站(简称DP从站)。
( t4 X6 ]) e$ k1 Profibus-DP 从站总体设计% J! {3 v8 b7 ^ K, {
Profibus-DP从站按接口类型主要分为开关量输
' Y B' P/ M) G. H人/输出从站和模拟量输入/输出从站,以上两种DP- ~! E0 R3 [) U0 z1 b" F; u0 g+ u }. h
从站在硬件上的相同点是均采用单片机和协议芯片实 d) C/ |' _4 J! q- @% _! ~3 ~; d
现对输人/输出接口的信号进行处理;不同点在于从站) C M$ a9 o0 s/ m9 d1 k: i1 q
处理的信号分别为开关量信号和模拟量信号,输入/输
1 R, F h' M N U# I0 M' _出接口形式不同。基于以，上原因,本文以模块化设计
/ A! X6 I2 G! K9 f4 w! t思想,讨论了“接口板+主机板"Profbus-DP从站设计$ _! C- j R' y J& b- X T, p
与实现,从站总体结构示意图如图1所示。4 }* y3 t$ i5 k: b
主机板主要完成与Profibus-DP主站的通信和系
" y* R/ [$ E2 F; x- \5 O统控制,并执行相关V0口子程序;接口板受主机板控
! I) \, w$ _: h7 v制完成系统信号的采集和输出;主机板和接口板之间0 D! i# o$ n. O' f4 [7 r
通过扁平电缆进行连接。7 u9 h8 `0 c' }, j; S! x% D
以上方案不同接口板可以使用相同的主机板,从
$ ^' L2 I9 R- F而可以降低研发成本;同时模块化设计可以使主机板
# D2 z2 ]7 e! T( Q) S" L% q和接口板在功能上分离,方便了DP从站硬件电路的
; Q: M4 }5 V' O调试;模块化设计方案还可以为从站的功能扩展提供
3 n7 d2 Z3 @7 E) i空间,例如DP从站的应用发生变化时,只需对接口板7 Q& W% i7 ]9 b7 I/ Y
进行重新设计,主机板无需重新设计。5 Y* e0 W% i n7 o/ M
2 Proflbus-DP 从站硬件设计
7 C- M' {' {' j8 l+ c$ J+ BProfibus-DP从站硬件设计主要包括:主机板设计、
: W" l' @7 }% {' I. F9 h! ?AI接口板设计、AO接口板设计、DI接口板设计和DO- N/ B& {$ J. k* L7 L
接口板设计。1 I' S0 _* D( }# ^6 f! Z( m' `9 R
2.1主机板设计. o' \- |, [" P5 u9 q
主机板硬件结构如图2所示。其中SPC3是Sie-/ V( j- Y, K( Y1 h) o
mens公司生产的一种用于Profibus-DP从站的智能通
) w; w' u# D8 U7 K0 X; K8 s7 F信芯片,其内部结构如图3所示。SPC3 集成了大部分
6 Y0 h& X! k/ Z! V8 G( y的Profibus-DP协议，SPC3 通过它的双口RAM与微处理* D. W, A' l9 b1 [: S# ~; |
器交换数据,微处理器操作SPC3芯片就像操作它的外9 |2 b. n6 t3 C0 G% }( a
部RAM。DP通信的服务存取点由SPC3自动建立,各* [- L2 ~6 [9 B4 a n. B! t& }/ t
种报文信息呈现在用户面前是不同BUF的内部数据,.: t7 O3 M1 c1 |- F3 {
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附件下载：
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发表于 2020-3-12 08:55
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