Profibus和CAN現場(chǎng)總線(xiàn)的幀轉換

（2）幀格式舉例

Profibus的幀有4種

1）無(wú)數據字段的固定長(cháng)度的幀

2）有數據字段的固定長(cháng)度的幀

3）有可變數據字段長(cháng)度的幀

4）令牌幀

其中：

SYN同步時(shí)間，所有的主動(dòng)幀前都必須有。
SD1開(kāi)始定界符，值l0H
SD2開(kāi)始定界符，值68H
SD1開(kāi)始定界符，值A2H
SD1開(kāi)始定界符，值DCH LE信息字節長(cháng)度。該長(cháng)度包括DA, SA,FC和DATA_UNIT。
LEr重復信息字節長(cháng)度。 DA目的地址
SA源地址 FC幀控制 DATA UNIT數據字段。在固定長(cháng)度的幀中為8個(gè)字符，在可變數據字段長(cháng)度的幀中由LE決定，最大246個(gè)字符。
FCS幀檢查順序 ED結束定界符，值16H。 SC短應答幀的單一字符，值E5H。

（3）地址

在幀首部的地址字符結構是這樣的：

地址位組的低7位為其所指示的站地址。這樣在不擴展的情況下就有127個(gè)站地址（0～126）可以提供給主站和從站（其中127是作為全局地址來(lái)用的）。

EXT位用來(lái)指示在DATA UNIT中有無(wú)地址擴展。為了效率的緣故，Profibus-DP的數據交換功能禁止了地址擴展。

（4）服務(wù)存取點(diǎn)SAP

ProfibuS-DP協(xié)議使用FDL的服務(wù)存取點(diǎn)SAP作為基本功能代碼。這個(gè)SAP有點(diǎn)類(lèi)似于我們熟悉的TCP/IP協(xié)議中的端口：

在Profibus-DP協(xié)議中通常使用的幀格式如下，其中地址欄的最高位是1。

4、幀的內容的轉化

一般說(shuō)來(lái)，Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)是主從結構的，Master和Slave之間是通過(guò)輪詢(xún)來(lái)通訊的。CAN也有主從結構的，但它的通訊方式是優(yōu)先級逐位仲裁的競爭式通訊（CSMA/MBA）。

如果把這兩種現場(chǎng)總線(xiàn)連在一起的話(huà)，大多數情況下應該是把CAN段作為Profibus的Slave。

CAN的幀比較短，每個(gè)幀都有嚴格的差錯控制，在每個(gè)CAN的幀中，數據域最長(cháng)是8個(gè)字節；而Profibus常用的有可變數據字段的單幀數據容量可達246字節，但它的每個(gè)字節（UART字符）都有比較好的差錯控制。在這種轉化中我們需要集中考慮地址轉化和幀的拆分問(wèn)題。

4.1 地址轉化

如前所述，Profibus-DP的站地址（DA/SA）在幀中用1個(gè)字節的低7位來(lái)表示；但是CAN協(xié)議的幀中卻沒(méi)有明顯的地址位，它是利用仲裁域中的11位（CAN2. OA）或29位（CAN2.OB）表示符ID來(lái)表示幀的有關(guān)接收信息，讓接受節點(diǎn)自己來(lái)確定是否接收。這樣，實(shí)際上的地址信息就應當包含在ID中了。CAN協(xié)議沒(méi)有規定信息標識符（ID）的分配，可以根據不同的應用使用不同的方法。確定標識符的分配非常重要，是高層協(xié)議、應用層協(xié)議的一個(gè)主要研究項目。

在本文中，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們只采用CAN2. OA格式的幀。首先我們來(lái)研究其標識符的分配方法。世界上已經(jīng)有很多現場(chǎng)總線(xiàn)的高層協(xié)議是基于CAN協(xié)議的，如CANopen, Modbus，DeviceNET等。出于研究方便，現在我們就采用“HiLon協(xié)議B”，協(xié)議。
下面對“HiLon協(xié)議B”作簡(jiǎn)單介紹。

HiLon協(xié)議B是一個(gè)通用協(xié)議。該協(xié)議基于對稱(chēng)型多主網(wǎng)絡(luò )結構，支持廣播和點(diǎn)對點(diǎn)傳送命令數據。命令數據包可長(cháng)達256字節。

協(xié)議以CAN2. OA幀結構為基礎。下圖是幀報文格式，一個(gè)CAN2. OA標準幀由11位ID、1位RTR、4位DLC、數據區（最多8個(gè)字節）組成。

PRI：保留位（可作優(yōu)先級位）。通常，保留位設置為1。保留位亦可作為優(yōu)先級位，這時(shí)1為低優(yōu)先級0為高優(yōu)先級而剩余的優(yōu)先級由源地址決定，低地址優(yōu)先級高。該保留功能可有效支持緊急信息傳送，如報警等。

source address：源地址，表示發(fā)送數據的節點(diǎn)地址，范圍只能設定為0～125。

TYPE：幀類(lèi)型。見(jiàn)下表中的幀類(lèi)型說(shuō)明。

DLC：每幀字節數（1～8）

destination address：目標地址，表示接收數據的節點(diǎn)地址，范圍只能設定為0～125。

index：索引字節。對于單幀數據，該字節表示傳輸數據的第一個(gè)字節；對于多幀數據，此字節表示索引字節，即此幀數據在數據包中的位置。

data：數據。

Profibus有127個(gè)站地址，地址范圍是0～126，127是全局地址。

兩者的差距并不大。因為只是研究用，我們不妨把HilonB協(xié)議稍許修改，地址范圍擴充到0～126，這樣做，對整個(gè)CAN幀的長(cháng)度和結構并無(wú)任何影響。

于是，我們就可以對所有的Profibus設備和CAN設備統一編址。整個(gè)系統里的站地址是唯一的，在幀轉化時(shí)我們只要把相應位的地址信息直接拷貝進(jìn)去就是了。

4.2 幀的拆分和合并

要把profibus的長(cháng)幀裝到CAN的短幀里去，就只能把Profibus的幀里的數據拆分成適合CAN的幀傳輸的長(cháng)度。