基于DeviceNet總線(xiàn)的從設備通迅適配器設計
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send (Sbuffer,6);
}
}
break;
case 0x85;
{if (buffer[6]= =0x02)
Sbuffer[0]=0x85;
Sbuffer[1]=0x64;
Sbuffer[2]=0x8e;
Sbuffer[3]=0x00;
Sbuffer[4]=0x00;
send (Sbuffer,6);
}
else
{Sbuffer[0]=0x85;
Sbuffer[1]=0x64;
Sbuffer[2]=0x00;
Sbuffer[3]=0x8e;
Sbuffer[4]=0x01;
Sbuffer[5]=0x00;
send (Sbuffer,6);
}
}
break;
case 0x87;
Sbuffer[0]=0x85;
Sbuffer[1]=0x64;
Sbuffer[2]=0x00;
Sbuffer[3]=0x90;
Sbuffer[4]=0x50;
Sbuffer[5]=0x00;
send (Sbuffer,6);
break;
case 0xA0;
Sbuffer[0]=0x78;
Sbuffer[1]=0xA1;
Sbuffer[2]=0x07;
send (Sbuffer,3);
break;
case 0xA1;
Sbuffer[0]=0x78;
Sbuffer[1]=0xA1;
Sbuffer[2]=0x07;
send (Sbuffer,3);
break;
}
}
void main ()
{
config1 ();
XBYTE[0x4000]=0x22; //operation mode
While (1)
{;}
}
3 DeviceNet通訊適配器的收發(fā)中斷和時(shí)鐘中斷的設計
CAN控制器和微處理器的數據交換可以使用中斷方式和周期輪詢(xún)的方式。從響應速度和執行的效率來(lái)講，我們的應用環(huán)境使用中斷的方式。因此我們必須編寫(xiě)自己的收發(fā)中斷處理函數，其功能是將CAN控制器緩沖區中的報文拷貝到一個(gè)臨時(shí)的全局緩沖區，并將該緩沖區作為高層協(xié)議處理和底層收發(fā)處理的一個(gè)接口，這樣的設計具有良好的可擴展性。如果將來(lái)使用其它廠(chǎng)家的CAN控制器，所做的修改也僅僅是改動(dòng)一些與具體硬件相應的幾個(gè)底層函數。我們只要定義好互相通訊的接口，就可以將軟件和硬件進(jìn)行分離，在團隊開(kāi)發(fā)的環(huán)境中可以加快工作的進(jìn)度和效率。
另外，通訊協(xié)議中經(jīng)常要用到一些定時(shí)的功能，因而我們也需要在底層編寫(xiě)一個(gè)定時(shí)中斷處理程序，該函數使用一個(gè)硬件定時(shí)器，以一個(gè)最小的計時(shí)單位周期性的為上層應用提供計時(shí)狀態(tài)。
圖2 SJA1000的初始化流程
4 DeviceNet通訊適配器的報文收發(fā)程序和分段服務(wù)
這里所講的報文收發(fā)協(xié)議對不同的通訊協(xié)議有不同的定義。另外，CAN的數據長(cháng)度不能超過(guò)8個(gè)字節，如何支持大于8個(gè)字節的報文要涉及到分段服務(wù)。分段協(xié)議信息由一個(gè)字節組成，其中高2位表示分段的類(lèi)型，低6位作為分段的計數器，用來(lái)標識每個(gè)數據包，其計算方式是：fragmentCount=(fragmentcount+1) mod 64。下面是具體的分段的類(lèi)型：
因此，在程序的設計中應當加入對分段服務(wù)協(xié)議的支持。
對于發(fā)送報文的處理與接收的過(guò)程是一個(gè)逆向過(guò)程。需要注意的是編寫(xiě)程序的時(shí)候要嚴格按照DeviceNet協(xié)議規范的定義，否則將產(chǎn)生不可預測的錯誤，為將來(lái)的協(xié)議一致性測試和底層調試都帶來(lái)許多麻煩。
5 DeviceNet通訊適配器的主程序的設計
軟件由頭文件、初始化程序、功能子程序和主程序組成。
軟件的組成結構提供了硬件和軟件升級的方便。軟件中將與主處理器、CAN控制器等硬件接口的部分比較獨立地設計，而主程序和功能子程序主要集中于協(xié)議的完成。對將來(lái)的硬件改型和可能的協(xié)議修改都提供了較大的方便。
軟件以Franklin C51語(yǔ)言編寫(xiě)，通過(guò)偉福E51L單片機開(kāi)發(fā)裝置進(jìn)行調試。
軟件結構圖如下：
5.1 軟件功能分解
軟件由頭文件、初始化程序、功能子程序和主程序組成。其功能分解如下：
頭文件：定義所有的參數、類(lèi)結構和函數，定義要使用的硬件資源（如定時(shí)器和寄存器等）變量名稱(chēng)；
初始化程序：完成對主處理器的內存及硬件（如堆棧、定時(shí)器等）初試化，完成CAN控制器的初始化。
功能子程序：詳見(jiàn)各模塊介紹。
主程序組成：主控制流程。
5.2 軟件各模塊功能詳述
模塊按以下四個(gè)部分來(lái)介紹：頭文件,初始化程序,功能子程序,主程序
說(shuō)明：泵和閥的實(shí)現程序非常類(lèi)似，兩者只相差一些參數，故此處以泵的源程序作為例子進(jìn)行各個(gè)程序段的分析和說(shuō)明。(詳見(jiàn)源程序)
5.2.1 頭文件
其主要操作為：
包含(include)要使用的其它頭文件： reg51.h 51系列寄存器頭文件
absacc.h 51系列硬件資源頭文件
string.h C語(yǔ)言的字符操作頭文件
定義(define)要使用的用戶(hù)自定義數據類(lèi)型；定義類(lèi)(class)ID;定義連接的類(lèi)型；
定義各實(shí)例(instacne)ID和定時(shí)器數量；定義全局狀態(tài)(status)字對應位的內容；
定義全局事件(event)字對應位的內容；定義DeviceNet錯誤代碼和附加錯誤代碼；
定義DeviceNet服務(wù)代碼；定義分段(fragment)值；定義連接狀態(tài)；其它附加的定義；
類(lèi)結構定義: Identity,DeviceNet,Connection,Message Router,Assembly,Discrete Output,
Analog Input,Analog Output
5.2.2 初始化程序
其主要操作為：SJA1000初始化；定時(shí)器初始化；各結構對象初試化；
5.2.3 功能子程序
其主要操作為：具體定義在主程序中調用的各子程序；雙口RAM中斷子程序;定時(shí)器中斷子程序；
5.2.4 主程序
當實(shí)現所有的功能模塊以后，最重要的是如果構造一個(gè)有機的主程序模塊，將這些零散的模塊組織起來(lái)，進(jìn)行系統的初始化工作。另外還要設計一個(gè)優(yōu)化的循環(huán)體周期性的執行以對DeviceNet網(wǎng)絡(luò )上的報文產(chǎn)生動(dòng)作。
因為我們實(shí)現的是一個(gè)從站適配器，一般在輪詢(xún)的情況下只對主設備的請求報文產(chǎn)生相應的應答，而不會(huì )主動(dòng)發(fā)送報文，除了上電時(shí)的重復MAC ID例行檢測。如何構造循環(huán)體是關(guān)鍵，我們這里采用了事件的方式，主循環(huán)體周期對網(wǎng)絡(luò )事件的不同可能的狀態(tài)產(chǎn)生動(dòng)作。程序中定義不同的網(wǎng)絡(luò )事件，主程序循環(huán)體對代表這些事件的標志位不停的輪詢(xún)，當某個(gè)標志位因網(wǎng)絡(luò )事件的觸發(fā)而被置1的時(shí)候，主程序就進(jìn)入相應的子程序進(jìn)行對應事件的操作。操作完畢之后清楚標志位，退回到主程序循環(huán)中繼續輪詢(xún)所有的事件標志位。
其主要操作為：設置數據緩沖區；定義全局變量；開(kāi)時(shí)鐘；開(kāi)中斷；進(jìn)行主循環(huán)；
結束語(yǔ)
由本通訊適配器已于2002年3月13日在日本京都ASTEM RI通過(guò)ODVA一致性測試，其FCS已經(jīng)成功的應用于2001年第2屆北京中國國際現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)交流會(huì )暨展覽會(huì )，第3屆上海國際工業(yè)博覽會(huì )，吳忠儀表智能調節閥，東莞垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)中的給水控制系統中。由于采用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。
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