基于Profibus-DP現場(chǎng)總線(xiàn)通信接口設計
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Profibus是開(kāi)放的、與制造商無(wú)關(guān)、無(wú)知識產(chǎn)權保護的標準。因此世界上任何人都可以獲得該標準并設計各自的軟硬件解決方案。Pro-fibus-DP通信接口的開(kāi)發(fā)有兩種方案選擇：?jiǎn)纹瑱C+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(lái)實(shí)現，單片機主要處理用戶(hù)程序。因此方案2開(kāi)發(fā)周期相對少很多，本文將采用單片機+Profibus通信ASIC來(lái)實(shí)現Profibus通信接口的設計。
1 Profibus-DP基本特性
Profibus包括三個(gè)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(jìn)行的循環(huán)和非循環(huán)的通信服務(wù)；DP是一種經(jīng)過(guò)優(yōu)化的高速廉價(jià)的通信連接，適用于實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合，主要用于自動(dòng)控制與分散式外設之間的通信；PA是專(zhuān)為過(guò)程自動(dòng)化而設計，具有本質(zhì)安全性，用于安全性要求較高的場(chǎng)合及總線(xiàn)供電的站點(diǎn)。
1．1 協(xié)議結構
Profibus-DP協(xié)議采用了ISO／OSI模型的第1層(物理層)、第2層(數據鏈路層)，除去了3～7層，并自定義了用戶(hù)接口層，這種協(xié)議結構保證了數據傳輸的快速有效。
1．2 報文結構
Profibus-DP數據編碼采用異步不歸零制，傳輸線(xiàn)的空載電平為“1”。為了避免數據傳輸中發(fā)生沖突而導致數據丟失，在每個(gè)請求報文發(fā)送前必須保證33位(同步時(shí)間)的空載狀態(tài)。在單個(gè)字符間所有數據傳送時(shí)沒(méi)有間隙，即無(wú)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(jiǎn)單圖示。各種橢圓表示不同的狀態(tài)，帶箭頭的連線(xiàn)表示狀態(tài)間的轉換，連線(xiàn)上的文字表示狀態(tài)轉換所需滿(mǎn)足的條件。
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