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由RS-232串口到PROFIBUS-DP总线的转换接口设计

发布日期:2012-12-31   浏览次数:48688
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【摘   要】:PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准,广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化。

    SPC3需外接48MHZ晶振,能自动检测波特率从9.6K到12M。总线访问是由硬件驱动的,与应用对象之间通信采用数据接口,因此数据的交换独立于总线周期。SPC3的方式寄存器0用于设置PROFIBUS-DP的操作方式,如minTSDR、SYNC、FREEZE等,方式寄存器1设置可动态改变的状态。状态寄存器存放从站的状态信息,以便在任何时间能扫描总线的介质访问子层(MAC)。集成的监视定时器(WatchDog),可自动识别波特率,并防止出现故障危及外围设备。一个公共的中断输出,CPU可以通过读取中断寄存器来判断中断源并执行相应中断。在UART中,实现并行数据流和串行数据流的变换。在第一个字符发送前,SPC3生成发送请求信号RTS。它集成了完整的DP从站状态机,PROFIBU协议的周期性循环部分数据通信由SPC3中预先分配的各缓冲区指针的来回切换完成,其余非循环部分数据通信则需要由微处理器中的软件来实现。


    SPC3自身带有1.5KB的数据存储区,至少需要11位地址线。单片机P0口的P0.0~P0.7接SPC3的DB0~DB7端,既作为SPC3的数据线,也作为SPC3地址总线的低8位。单片机P2口的P2.0~P2.2接SPC3的AB0~ AB2端,作为SPC3地址总线的高3位,同时要使SPC3的高5位AB7..3=00000。在软件程序的设计中,SPC3的数据存储器的地址区被强制在1000H~15FFH,这要求P2.7~2.4=0001,要想AB4仍为0,就必须将P2.4通过一个非门接SPC3的AB4端。在实际电路中,SPC3的AB7~5通过一个接地电阻接地,使得AB7..5=000,AB3接P2.3始终给出低电平信号即AB3=0,AB4的输入端通过一个可编程逻辑芯片对P2.7~2.4的编码电路来实现(AB4=P2.7|P2.6|P2.5|非P2.4),这样只要使P2.7~2.4=0001,AB4始终为1,从而保证SPC3的数据存储器的地址范围为1000H~15FFH。


    3.2 PROFIBUS总线接口


    PROFIBUS接口是PROFIBUS标准驱动电路,由由两个输入光电隔离电路(6N137,10MBit/s)、一个输出光电隔离电路(6N136)、一个RS-485驱动芯片(SN75LS176)、一个D型9针插头组成及辅助电路组成。光隔是用以消除来自零线的干扰,如果现场通信的波特率需要到12M,在光隔选用时还需要考虑更高的性能,如HCPL7720等。


    3.3 RS-232接口


    RS232接口电路RS-232驱动电路,由一个输入光电隔离电路(6N136)、一个输出光电隔离电路(6N136)、一个串口处理芯片(MAX232)、D型9针插头及辅助电路组成,实现串口TTL信号到RS-232信号的转换。


    3.4 拨码开关


    一方面用作设置从站地址,另一方面用作RS-232接口设置。上电时,使D7=1,D5~D0作为串口配置数据存入EEPROM,然后将D0拨到0,D6~D0共7位作为设置的从站地址。D2D1D0:串口波特率设置;D4D3:是否有奇/偶校验;D5:

 
 
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