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+ k8 z9 `' I* [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
' N6 B- K& 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-+ ?% y! I% k2 c1 x& Y
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$ }- {6 a0 @/ H; I行,有力地促进了Profibus-DP现场总线的推广应用。
( n5 x+ l1 u/ D* y8 A/ d# r. @! U5 Q" B- M
关键词: Profibus 现场总线 单片机 工业通信 V0接口 GSD 文件
# c" }- v! n% Z% o7 Z& R% P/ Z( F# U4 ^/ R/ o s( ?5 l1 N
0引言- e9 D2 ^+ K& W6 Z
在现有的各种现场总线中，Profibus总线占有很大! z/ ^7 m# A- {( V1 k- `# S( H& _
的市场份额,并提供了DP、PA和FMS三种协议类型。: d2 x! M6 ^4 I* b) @4 C) i
Profibus作为开放式现场总线标准,用户可以根据自己
0 ?; _0 x$ J, i! N4 o& [的实际需求开发相应的从站模块,尤其是随着2006年.% \2 [; @- {* }' f* t- w
11月Profibus现场总线正式成为我国现场总线国家标: k8 D6 ?9 q0 b. M, H, T4 v
准( GB/T 20540-2006)，Profibus-DP从站的开发已逐渐/ X0 _* o/ {. b% \
成为当今工业自动化控制及仪表领域的研究热点。0 K+ P6 S( o; n5 N
Atmel公司的AT89S52是采用非易失性技术生产2 d4 j/ W8 B9 V; \- \' Z
的低电压、高性能CMOS单片机,并且具有外扩总线接
! [% B4 ~) j5 j; i7 D口,特别适合与Profibus协议芯片SPC3共同构建Pro-+ g! b0 ]! N+ K6 e% \. \( T; a
fibus-DP从站(简称DP从站)。( f5 N4 E) s+ k- W) s
1 Profibus-DP 从站总体设计
5 u+ G2 }+ \8 B! A8 |; }& p7 tProfibus-DP从站按接口类型主要分为开关量输
, y; A* ^: E0 c7 c5 {+ g人/输出从站和模拟量输入/输出从站,以上两种DP
: s$ p9 A4 D' |9 t5 G( P从站在硬件上的相同点是均采用单片机和协议芯片实
7 h* R. R% Q' t. n' D, W1 J现对输人/输出接口的信号进行处理;不同点在于从站
9 K; t5 u# [; s- `9 p, t处理的信号分别为开关量信号和模拟量信号,输入/输
, r& [8 J. E$ A3 }出接口形式不同。基于以，上原因,本文以模块化设计7 i2 Y: G+ r* A: Q
思想,讨论了“接口板+主机板"Profbus-DP从站设计
/ \6 c# f( j/ N5 s" a与实现,从站总体结构示意图如图1所示。: g* B) {8 E2 r8 n( I( |7 p6 ^ z4 a
主机板主要完成与Profibus-DP主站的通信和系
5 E3 B0 W6 _5 [6 l* Y: a9 }+ x+ w统控制,并执行相关V0口子程序;接口板受主机板控2 u; w1 p; W6 Z" z7 u0 P
制完成系统信号的采集和输出;主机板和接口板之间& M" D7 D q- m5 D A
通过扁平电缆进行连接。6 d6 v, f) {- i+ n
以上方案不同接口板可以使用相同的主机板,从
! c" c$ d4 y3 }- h ] S5 k而可以降低研发成本;同时模块化设计可以使主机板3 G& \% ^1 e3 i" w G3 ]
和接口板在功能上分离,方便了DP从站硬件电路的
: ^2 b0 z& |( l5 o调试;模块化设计方案还可以为从站的功能扩展提供% d7 ?) k- j& _
空间,例如DP从站的应用发生变化时,只需对接口板
& [2 @" D' B6 g/ Y/ [进行重新设计,主机板无需重新设计。
: u2 a7 H0 u) i% b M; O5 T2 Proflbus-DP 从站硬件设计
. m3 O4 o+ _- K% Z3 UProfibus-DP从站硬件设计主要包括:主机板设计、/ A* E5 K" ?. o0 e. g' `1 a0 }
AI接口板设计、AO接口板设计、DI接口板设计和DO1 }5 c) a% q" _7 W* Q5 Y
接口板设计。
$ B! Y) Q! f7 G; m/ m2.1主机板设计% Z- t3 t9 e+ N' [& K$ ~; ^/ q+ x6 ?
主机板硬件结构如图2所示。其中SPC3是Sie-
& ?2 D1 S( m7 kmens公司生产的一种用于Profibus-DP从站的智能通1 v, C6 h: [' M6 f/ q* E2 @& {( r
信芯片,其内部结构如图3所示。SPC3 集成了大部分/ j4 r$ K( M- h/ z- o7 _
的Profibus-DP协议，SPC3 通过它的双口RAM与微处理: g9 z! T' I2 Q) x3 M
器交换数据,微处理器操作SPC3芯片就像操作它的外
1 ]) |- @+ y# i$ `- \1 Q4 g* H+ G部RAM。DP通信的服务存取点由SPC3自动建立,各
1 X. ]; {: Q0 \4 [种报文信息呈现在用户面前是不同BUF的内部数据,.2 k( z& b% P* \9 H
" t f0 W( ^' I; T t# H+ I1 N
, F; H( W7 O! N0 i: j
+ W* m9 ~+ H; J2 N2 O7 [附件下载：5 u- ~. {# H& A
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发表于 2020-3-12 08:55
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