SIMl-2實現現場總線儀表電路

　　圖6為SIMl-2器件的典型應用電路。該系統(tǒng)采用ARM核單片機STM32Fl0lRDT6作為信號和協議的主要處理器件，該款單片機引腳數目少，器件體積小。外掛EEPROM用于存儲用戶定義的信息?；饡?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/現場">現場總線通信控制器FBC0409收發(fā)符合FF總線物理層標準的總線信號，單片機接收及發(fā)送FF總線數據通過其轉換。MAU部分主要由SIMl—2器件完成。該部分還包括少量總線接口電路。圖6中的復位電路和4 MHz晶振用于給STM32F101RDT6單片機和FBC0409提供復位信號及系統(tǒng)時鐘。SIMl-2使用單獨的2 MHz晶振時鐘。另外，STM32F101RDT6單片機、FBC0409、SRAM、EEPROM及傳感器電路的電源由低壓差穩(wěn)壓片(LDO)提供，而LDO的電源來自MAU電路(間接來自總線)。即所有電源均由總線提供，系統(tǒng)無需外接電源。各個器件的連接方式可直接參照數據手冊。接收數據時，通信控制器FBC0409通過SIMl—2接收來自FF總線的數據幀，提取出數據字段供上層進一步處理并保存到接收數據緩沖區(qū)，CPU訪問后將這些數據傳遞給單片機。發(fā)送數據時，單片機將發(fā)送數據交付給通信控制器FBC0409，并保存到發(fā)送數據緩沖區(qū)，在接到令牌后將其轉為曼徹斯特碼，通過MAU單元發(fā)送到FF總線上。

　　總線供電的現場總線儀表系統(tǒng)設計難點在于解決功耗與處理速度和處理能力之間的矛盾。由于系統(tǒng)電路本身的消耗和接口電路的需要，供給單片機，通訊控制器，MAU電路使用的電能很有限。因此器件選型尤為重要。現場總線的軟件比較復雜龐大，單片機必須要有足夠的尋址空間。ARM核單片機STM32F101RDT6其片上擁有384 KB Flash存儲器、48KB SRAM，滿足系統(tǒng)對尋址能力的要求。通訊控制器采用FBC0409，可滿足高性能基金會總線網絡主、從設備的使用要求，也適用于PROFIBUS—PA總線的現場設備。FBC0409內置4 KB數據RAM和DMA控制器，數據的接收、發(fā)送、地址表的查找均無需CPU，大大減輕CPU負擔，滿足處理速度的要求。對于MAU電路，除了要求較高質量的傳輸信號外，還必須能高效率從總線上獲取能量以維持儀表工作。西門子現場總線MAU器件SIMl—2不僅能滿足以上性能指標，而且工作電流的利用率較高，自身功耗小。

　　5 結束語

　在應用系統(tǒng)中，用SIMl—2器件替代分立元件，有效地減小器件面積，而且SIMl-2具有較高的傳輸質量，能夠降低其自身的工作電流提高利用率。通信控制器FBC0409將RAM集成到器件內部，減少線路板連線。單片機STM32F101RDT6引腳數目少，減小了器件體積，節(jié)約設計空間?？傊?，使通訊圓卡在器件數量和功能上相比原來的電路都有明顯提高。