基于ColdFire的PROFIBUS-DP智能從站的設計

摘要：介紹了一種基于ColdFire系列MCF52258芯片的PROFIBUS-DP智能從站的設計方法，描述了PROFIBUS協議的結構，闡述了相關的硬件和軟件設計方法，由CP5611和PC機構成主站與從站通訊。實踐證明該智能從站可以方便的連接具有RS232或者RS485接口的設備。
關鍵詞：VPC3；Profibus-DP；智能從站

Profibus是一種國際化的、開放的、不依賴于設備生產商的現場總線標準。它廣泛應用于制造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通、電力等其它自動化領域。Profibus由Profibus-DP、Profibus-PA、Profibus-FMS三部分組成。DP用于傳感器和執行器的高速數據傳輸；PA用于過程自動化控制系統；FMS用于解決車間一級通用性通信任務。本文主要介紹Profibus-dp協議。
Profibus-DP使用了OSI參考模型的第一層、第二層和用戶接口，第三層和第七層沒有定義。Profibus-DP使用的是RS-485傳輸技術，采用的電纜是屏蔽雙絞銅線，傳輸速率可達12Mbps，傳輸的數據容量為每個報文多達244個字節，最多可以連接127個站點。

1 系統設計
從站的設計分兩種：一種是利用現成的從站接口模塊如IM183、184開發，這時只要通過IM183上的接口開發就行了；另一種則是利用專用芯片ASTC進行深層次的開發，此種設計只需了解ASIC的工作原理，可大大減少開發的難度和時間。本智能從站設計采用第二種方法，使用了專用通訊協議芯片VPC3，系統的控制芯片采用飛思卡爾的ColdeFire系列MCF52258微處理器。Profibus接口數據通過RS485傳輸，VPC3與光電隔離器件、RS485驅動器連接。總體結構如圖1所示。

2 硬件設計
2．1 MCF52258微控制器與VPC3簡介
MCF52258是飛思卡爾的ColdFire系列的一款32位的微處理器，具有很強的數據處理能力和控制能力。它的特點是性能優異，集成度高，芯片的生態系統豐富強大。MCF52258的高集成度使它擁有豐富的外圍接口，如多通道應用于各種場合的定時器、IIC，SPI，UART等通用的串行總線、以太網控制器、PCI控制器、RTC實時時鐘模塊、Mini-FlexBus提供了外擴設備的總線等。VPC3芯片采用3．3V供電，能直接控制芯片連接不用電平轉換內部集戰了一個2K的雙口RAM，包括各種信息報文存儲器、方式寄存器、狀態寄存器、中斷寄存器以及符種緩存器指針和緩沖區等。VPC3集成了全部的Profibus-DP協議，有限的減輕了處理器的壓力。