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3 A% c3 K, r) v+ h% {: @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
+ ?. i4 B7 ~ s) n- @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-+ g9 x, f, _6 I1 M' h6 w" Q; I
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4 C" g3 t+ O7 X0 D( J9 J% H7 p( b
行,有力地促进了Profibus-DP现场总线的推广应用。
4 q( J2 k9 b: I& ~. a2 Z% a
4 D2 i1 p' G* U/ r0 z2 O; q关键词: Profibus 现场总线 单片机 工业通信 V0接口 GSD 文件4 a* ~4 k* g5 w+ @
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0引言, N' }3 `) I) n! G) r: x5 a% a) `9 S
在现有的各种现场总线中，Profibus总线占有很大, S2 u* D$ W! H. ]* K7 Q% O
的市场份额,并提供了DP、PA和FMS三种协议类型。
* w% k8 r6 }. p7 b. mProfibus作为开放式现场总线标准,用户可以根据自己# j. h9 u# e& o6 @/ \, P6 g
的实际需求开发相应的从站模块,尤其是随着2006年.
. K2 e" i' e# r3 f. \ y" f( {11月Profibus现场总线正式成为我国现场总线国家标
1 g* |+ @' i# U准( GB/T 20540-2006)，Profibus-DP从站的开发已逐渐
% S' n. r$ R i8 u2 `# s2 ` Z成为当今工业自动化控制及仪表领域的研究热点。+ ?& f) l# r; B/ O0 v. k$ V4 U& y
Atmel公司的AT89S52是采用非易失性技术生产/ z" u$ z1 e9 x2 K
的低电压、高性能CMOS单片机,并且具有外扩总线接0 F; M/ G1 a0 z" `
口,特别适合与Profibus协议芯片SPC3共同构建Pro-# K7 j- z/ j! g! L3 x
fibus-DP从站(简称DP从站)。
, L3 w* t& t3 y* K& m" V2 O) U1 Profibus-DP 从站总体设计
j2 J6 ^8 i" y$ z" @Profibus-DP从站按接口类型主要分为开关量输, p8 R7 g( _ V3 f, y
人/输出从站和模拟量输入/输出从站,以上两种DP, U9 n: v o5 b9 _1 w: S
从站在硬件上的相同点是均采用单片机和协议芯片实# t$ C: P, H% c+ I! \% m
现对输人/输出接口的信号进行处理;不同点在于从站! w2 }8 l4 w9 Y
处理的信号分别为开关量信号和模拟量信号,输入/输5 M/ x( g$ R: q) W) T) l i' C8 I
出接口形式不同。基于以，上原因,本文以模块化设计+ E M1 A# a% |
思想,讨论了“接口板+主机板"Profbus-DP从站设计8 o9 w* j; t3 D) V) [) D
与实现,从站总体结构示意图如图1所示。/ j) r4 U3 u: }: l
主机板主要完成与Profibus-DP主站的通信和系: Z: r" Z5 W4 [/ h! p; i# t. h( V
统控制,并执行相关V0口子程序;接口板受主机板控& `" {* ]; r! L
制完成系统信号的采集和输出;主机板和接口板之间
- ]1 m7 u/ ~; d7 n/ `% q) v" w通过扁平电缆进行连接。
& Q G* ?9 W& A# A# m8 j# X }以上方案不同接口板可以使用相同的主机板,从
( ? `- ^! t: ]% L, X! z; ]% P/ Y7 g6 X而可以降低研发成本;同时模块化设计可以使主机板0 r3 q" K9 _! A, `
和接口板在功能上分离,方便了DP从站硬件电路的: B2 t3 d! Q9 C: T% U n' Y
调试;模块化设计方案还可以为从站的功能扩展提供
) U+ u3 a; D1 u6 `空间,例如DP从站的应用发生变化时,只需对接口板
; O7 ]8 ]( Q# H/ J( D进行重新设计,主机板无需重新设计。
- M0 v4 ~) y, F- E$ J# g# T0 }4 r2 Proflbus-DP 从站硬件设计
/ n) G! y5 \7 y% @/ [Profibus-DP从站硬件设计主要包括:主机板设计、6 ~: y. H4 L- C+ s
AI接口板设计、AO接口板设计、DI接口板设计和DO, [" K( X& j0 s+ U
接口板设计。: p5 L/ J0 Z( e
2.1主机板设计+ m& f. s* M. U7 i6 c
主机板硬件结构如图2所示。其中SPC3是Sie-+ c2 |% U, z" \; `( n
mens公司生产的一种用于Profibus-DP从站的智能通& t/ r6 Z* i1 V0 O5 e+ T6 k
信芯片,其内部结构如图3所示。SPC3 集成了大部分" S% s3 Q) Y/ a9 ^% V3 ?4 L
的Profibus-DP协议，SPC3 通过它的双口RAM与微处理4 W+ b. J9 x) q$ _2 @
器交换数据,微处理器操作SPC3芯片就像操作它的外
& x% X5 J3 W1 g& j( y9 s部RAM。DP通信的服务存取点由SPC3自动建立,各1 Y+ j( E' m. U7 y% B% g6 b+ k5 ]
种报文信息呈现在用户面前是不同BUF的内部数据,./ Q S) h" d$ f5 `0 ?
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# c' k, O1 K4 E, c y附件下载：
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发表于 2020-3-12 08:55
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