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基于DeviceNet总线的从设备通信适配器设计

来源:中国工控网2006.09.13阅读 2901

  引言   
  DeviceNet是一个开放的网络标准。规范和协议都是开放的-供应商将设备连接到系统时,无需为硬件、软件或授权付费;任何人都能以名义上的复制成本(目前为250美元+邮费)从开放式DeviceNet供应商协会(ODVA)获得Device- Net规范。
  
  本设计针对的DeveiceNet从设备特性如下:属于DeviceNet group 2 only从设备;采用Predefine的通信连接;可通过硬件开关设置125kbps、250kbps、500kbps波特率;可通过硬件开关设置0~63 MAC ID。在软件、硬件设计前应首先进行从设备(泵/阀)I/O需求分析(即 profile文挡设计)。
  
   1 通信适配器硬件系统设计
  
   1.1 功能简介
  
   DeviceNet是基于CAN 总线的一种总线协议标准。因此控制工程网版权所有,DeviceNet从设备适配器硬件首先应实现CAN总线的基本功能www.cechina.cn,主要包括:报文收发、访问控制及其它物理层的诸多功能。此外,为实现DeviceNet协议,硬件应具有足够大的程序存储空间,并具有足够快的运行速度,以保证协议程序的顺利执行。


   1.2 硬件原理
  
   DeviceNet节点硬件主要由以下几部分组成:电源、单片机系统、看门狗及掉电保护电路、CAN控制器SJA1000、CAN收发器82C251、拨码开关及状态LED显示、双口RAM IDT7005、AnyBus接口。总体设计框图略(详见《单片机与嵌入式系统应用》2002.8)。

 
   以下是主要部分功能介绍。   
   (1)单片机   
   DeviceNet适配器选用Winbond公司的高性能8位单片机W78E58。W78E58功能、引脚与80C52完全兼容,并提供256B 的内部RAM以及32KB的Flash EEPROM,从而使系统不需扩展外部程序存储器便可满足 DeviceNet协议程序的容量要求。W78E58最高可在40MHz的主频下运行控制工程网版权所有,处理速度完全满足DeviceNet节点通信的实时性要求。为减少芯片的数量及降低硬件成本,本系统只扩展1片8KB的双口RAM,其前面7KB用于外部数据存储,最后1KB用于提供与其它应用电路的通信接口。


   (2)CAN控制器SJA1000   
   DeviceNet总线报文的收发以及媒体访问控制等都是依据CAN总线协议的,而这些协议都要通过CAN控制器加以实现。DeviceNet 通信节点选用目前比较流行的Philips CAN控制器SJA1000。由于 DeviceNet总线协议采用11位的标识符,因此应使SJA1000工作在Basic CAN模式。


   (3)CAN收发器82C251   
   CAN收发器(transceiver)82C251的主要作用是收发CAN总线上的信号:一方面将总线信号转换为CAN控制器所需的信号;另一方面,将CAN控制器的输出信号转化为CAN总线信号。


   (4)双口RAM IDT7005   
   DeviceNet适配器通过1个具有中断功能的双口RAM IDT7005提供与其它应用电路的通信接口。IDT7005具有2套完全独立的数据线、地址 线、读写控制线,允许2个CPU对双口RAM的同一个单元在不同的时间进行读写;具有2套完全独立的中断逻辑,实现2个CPU间的握手控制信 号。IDT7005的最高2个字节1FFFEH和1FFFH和分别兼做2个端口的中断逻辑单元。


   (5)ANyBus接口   
   作为一种通用的现场总线通信节点,AnyBus提供了与其它应用电路之间进行数据交换的接口标准,并对接口的引脚进行了严格的定义。
  
   2 DeviceNet总线通信协议
  
   DeviceNet协议规范是描述DeviceNet设备之间实现连接和交换数据的一套协议。在DeviceNet规范中定义了Device Net通信协议,详细介绍了连接、信息协议和与通信相关的对象。

 
   (1)DeviceNet是基于连接的网络   
  DeviceNet中的连接提供在多种应用之间交换信息的路径。当建立1个连接时www.cechina.cn,与连接相关信息的传送就会分配1个标识符,称为连接标识符CID(Connection Identifier)。如果某个连接需要双向数据交换,则应该分配2个不同的连接标识符。
  
  DeviceNet通信协议是基于连接概念的协议。一旦建立了连接,就可以在网络设备之间传送I/O数据。此时CONTROL ENGINEERING China版权所有,Device Net I/O报文的所有协议都包含在11位的CAN标识符中,其它部分都是数据。
  
  
  11位的CAN标识符用来定义连接ID。DeviceNet将11位的CAN标识符分为4组,前3

































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