基于Profibus-DP現(xiàn)場總線通信接口設(shè)計
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Profibus是開放的、與制造商無關(guān)、無知識產(chǎn)權(quán)保護的標準。因此世界上任何人都可以獲得該標準并設(shè)計各自的軟硬件解決方案。Pro-fibus-DP通信接口的開發(fā)有兩種方案選擇：單片機+軟件；單片機+Profibus通信芯片ASIC。
方案2中Profibus-DP協(xié)議完全由Profibus通信ASIC來實現(xiàn)，單片機主要處理用戶程序。因此方案2開發(fā)周期相對少很多，本文將采用單片機+Profibus通信ASIC來實現(xiàn)Profibus通信接口的設(shè)計。
1 Profibus-DP基本特性
Profibus包括三個兼容系列：Profibus-FMS，Profibus-DP，Profibus-PA。FMS提供大量的通信服務(wù)用于完成以中等傳輸速度進行的循環(huán)和非循環(huán)的通信服務(wù)；DP是一種經(jīng)過優(yōu)化的高速廉價的通信連接，適用于實時性要求較高的場合，主要用于自動控制與分散式外設(shè)之間的通信；PA是專為過程自動化而設(shè)計，具有本質(zhì)安全性，用于安全性要求較高的場合及總線供電的站點。
1．1 協(xié)議結(jié)構(gòu)
Profibus-DP協(xié)議采用了ISO／OSI模型的第1層(物理層)、第2層(數(shù)據(jù)鏈路層)，除去了3～7層，并自定義了用戶接口層，這種協(xié)議結(jié)構(gòu)保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖儆行А?br />1．2 報文結(jié)構(gòu)
Profibus-DP數(shù)據(jù)編碼采用異步不歸零制，傳輸線的空載電平為“1”。為了避免數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)生沖突而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，在每個請求報文發(fā)送前必須保證33位(同步時間)的空載狀態(tài)。在單個字符間所有數(shù)據(jù)傳送時沒有間隙，即無縫。各種報文的格式如圖1所示。
1．3 Profibus-DP從站狀態(tài)機
圖2為DP從站狀態(tài)機的簡單圖示。各種橢圓表示不同的狀態(tài)，帶箭頭的連線表示狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換，連線上的文字表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換所需滿足的條件。
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