引言

    國際電工委員會iec在2000年1月4日投票通過了現場總線iec61158國際標準，iec61158包括了7種現場總線標準，profibus作為類型3正式加入iec61158。profirus協議的結構是以iso7498國際標準開放式系統互連網絡參考模型osi為基礎的。

    pro fibus由二三部分組成：profibus·fms、profibus-dp和profibus—pa。fms主要用于車間級控制網絡，是一種令牌結構和實時多主網絡，dp是一種高速的低成本通信連接，用于設備級控制系統與分散式通信；pa是專為過程化而設計的，具有本征安全規范。在這里，主要介紹profibus-dp(distributed process)協議。 profibus—dp使用了0si參考模型的第一層、第二層和用戶接口，第三層到第七層未定義。profibus—dp主要應用于傳感器和執行器級的高速數據傳輸．它以dln 19245的第一部分為基礎，主站周期性地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發送輸出信息。它的響應時何從幾百μ s～幾百m s，數據傳輸速率為9 6 k b p s～12mbps，傳輸的數據容量為每個報文多達244字節．傳輸介質為屏蔽雙絞線或光纖等。

    本文主要討論采用slemens的從站協議芯片開發智能從站的方法．智能從站的框圖如圖l所示。其中包括微控制器、看門狗及eeprom、spc3、光電隔離、驅動器和撥碼開關等。

    1 spc3協議專用芯片

    1．1 spc3主要技術指標

    ◇支持profibus—dp協議；

    ◇最大數據傳輸速率12mbps，可自動檢測并調整數 據傳輸速率；

    ◇與80c32、80x86、80c165、80c166、80c167和hcii、hcl6、hc916系列芯片兼容；

    ◇44引腳的pqfp封裝；

    ◇可獨立處理profibus—dp通信協議．

    ◇集成的看門狗(wdt)．

    ◇外部時鐘接口24mhz或48mhz；

    ◇5v直流供電。

    1．2 spc3內部結構介紹

    spc3是用于從站開發的智能逋信芯片．它支持profibus-dp協議。spc3內部集成了1.5kb的雙口ram。內部鎖存囂／寄存器位于前21個地址單元。主要包括方式寄存器l、0．中斷控制寄存器．狀態寄存器以及輸入、輸出緩沖器和診斷緩沖器各宦的狀態寄存器。

    組織參數位于ram中從1 6h開始的單元。整個緩沖器結構(屬于dp—saps)就是基于這些參數來寫的。此外，普通參數在這些單元設置數據(包括站地址、地址允許改變、用戶看門狗值和設備標識號等)．狀態顯示存儲在這些單元(通用控制命令等)。

    用戶緩沖器區域位于從40h開始的單元。其中，方式寄存器o設置proflbus—dp的操作方式，如sync、freeze等。方式寄存器0必須在離線狀態進行賦值，一旦上電，就不能修改。方式寄存器1在上電后可對每個位進行置位和復位。

    spc3有1 4個中斷源．各個中斷源沒有優先級-而是通過中斷屏蔽寄存器和中斷響應寄存器來實現中斷的。但“新參數數據“中斷和“新配置數據”中斷可以不用中斷響應寄存器響應。中斷信號的極性由用戶設定。

    診斷分為外部診斷和狀態診斷。若是外部診斷，用戶必須在從第7字節開始的單元中寫入用戶數據。若是狀態診斷，則只需在第l字節寫入00h．而不必填寫從第7字節開始的用戶數據。

    從站地址號可以是固定的，也可以由主站設置。若設站地址號不能改變，則在初始化階段，令“real—no—add—change=0ffh" "r-ssa buf-ptr=00h”。

    用戶看門狗計數器是l 6位的內部存儲器單元， 初始值由r user wd_value單元給定。每接收1個數據報文，計數器減l。當減到0000h時，spc3就進入“等待參數化”狀態，dp狀態機執行“離開主站”命令。

    另外spc3內部還集成了1個看門狗計數器．可工作于3種不同的狀態 波特率監測、波特率控制和dp控制。spc3能自動標識總線波特率（9.6kbps～12mbps）。

    1.3 spc3硬件電路設計

    cpu使用at89s52，采用的是intel工作方式，cpu與spc3的接口電路如圖2所示。對at89s52而言，spc3相當于它擴展的一個外部ram。而且，spc3有內部地址解碼電路．所以，ab8～ab10接地。此時db7~db0是數據地址復用總線．可以產生低8位的數據和地址，高4位地址由ab0～ab3產生，ab4～ab7