PROFI BUS-DP／MODBUS的網(wǎng)關(guān)結構設計
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中央處理器模塊除了實(shí)現對PROFIBUS－DP從站模塊的配置和管理外，還要完成MODBUS協(xié)議的實(shí)現以及兩種協(xié)議數據交換協(xié)議棧的實(shí)現。為了提高系統的抗干擾能力，和外界進(jìn)行通信的部分需要和系統在物理接口上進(jìn)行電氣隔離，此處的3個(gè)通信接口都需要進(jìn)行隔離。根據通信速度要求的不同，選擇磁耦芯片模塊完成PROFIBUS－DP通信的隔離兼物理層電平轉換功能；用雙通道磁耦隔離芯片來(lái)完成另外兩路串行口通信的隔離。這兩款芯片都采用了最新的基于芯片尺寸的變壓器隔離技術(shù)的磁耦。和傳統的光耦比較，其轉換速度、瞬態(tài)共模抑制能力、功耗、尺寸及成本等方面均有很明顯的優(yōu)勢。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/181148.htm
3 系統的軟件設計
3．1 軟件總體結構設計
一般情況下，現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議之間的轉換器可分為物理層的中繼器、MAC層的網(wǎng)橋及應用層的網(wǎng)關(guān)等幾種形式。中繼器方式需要更改底層硬件，網(wǎng)橋方式對應MAC層的協(xié)議轉換復雜，而網(wǎng)關(guān)的形式則使得原有網(wǎng)段的協(xié)議不需做任何改變，實(shí)現起來(lái)最為簡(jiǎn)單。
本系統采用了網(wǎng)關(guān)形式，軟件總體流程如圖3所示，主要實(shí)現了PROFIBUS－DP協(xié)議芯片VPC3+C的驅動(dòng)程序和MODBUS協(xié)議，同時(shí)在應用層實(shí)現了PROFIBUS－DP總線(xiàn)和MODBUS總線(xiàn)協(xié)議數據幀的轉換。MODB－US協(xié)議只是定義了消息域的格局和內容的公共格式，具體的物理層及應用層可以由用戶(hù)根據需要定義。本網(wǎng)關(guān)MODBUS通信部分物理層采用標準的RS485總線(xiàn)，MAC協(xié)議是由軟件實(shí)現的。
CPU通過(guò)驅動(dòng)VPC3+C來(lái)實(shí)現對PROFIBUS熔一DP通信過(guò)程的控制，包括通信接口檢查、正常和發(fā)生故障情況下診斷數據的發(fā)送及數據交換等過(guò)程；通過(guò)MODBUS協(xié)議實(shí)現對下掛的輸入／輸出從站模塊的查詢(xún)操作；通過(guò)對輸入／輸出模塊的應答幀(或通信超時(shí))進(jìn)行分析來(lái)判斷模塊的狀態(tài)以及模塊的通道狀態(tài)；根據模塊狀態(tài)信息填充PROFIBUS－DP的診斷域的數據，并以此為依據來(lái)對網(wǎng)關(guān)狀態(tài)(正常通信、報告錯誤或警告信息)進(jìn)行控制。
3．2 網(wǎng)關(guān)協(xié)議棧設計
網(wǎng)關(guān)協(xié)議棧為MODBUS輸入／輸出模塊和PROFI－BUS－DP通信的橋梁。協(xié)議棧采用分層結構：PROFIBUS－DP通信層、協(xié)議映射層和MODDBUs I／O通信層。協(xié)議棧結構及報文處理流程如圖4所示。
(1)PROFIBUS－DP通信層
負責對VPC3+C通信狀態(tài)的監控管理，按照一定的規則將PROFIBUS－DP總線(xiàn)通信收到的數據映射到CPU內部的存儲器，供I／O通信層調用，完成輸出數據的更新；把I／O通信層的輸入數據按照一定的規則映射到CPU內部的寄存器，在適當的時(shí)候寫(xiě)入VPC3+C的輸入數據緩沖區，以完成輸入數據的更新。
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