CAN總線-PROFIBUS-DP總線網關的實現方法
3.2 PROFIBUS-DP總線接口電路
PROFIBUS-DP總線接口的硬件電路也由四部分所構成,微控制器89C52(2),PROFIBUS-DP通信控制器協議芯片SPC3,光耦 HCPL7101和6N137,RS485總線驅動電路。圖2為PROFIBUS-DP通信控制器到RS485總線驅動器的硬件電路圖。
89C52(2)主要負責控制SPC3,實現PROFIBUS-DP總線數據的轉換與共享。
SPC3已集成了PROFIBUS-DP物理層的數據收發功能,可獨立處理PROFIBUS DP協議,另外SPC3內部還集成有1.5k的雙口RAM,作為SPC3與用戶程序之間的接口,并且AT89C52(2)可對SPC3內部RAM訪問。
盡管SPC3已經集成了物理層的數據傳輸功能,但它不具備RS-485的驅動接口,因此添加了RS-485的驅動電路。
3.3 雙口RAM的接口電路
兩種總線數據的共享與傳遞是通過雙口RAM實現的,系統里選用了器件IDT7130。它是高速的1K雙口靜態RAM。該器件提供兩個獨立的端口,分別有獨立的控制、地址和I/O引腳,并允許獨立的異步讀寫訪問內存的任何地址,自動的電源管理特性由CE控制,允許芯片上的每一個端口電路進入一個非常低的電源模式。IDT7130的片內總線仲裁電路具有BUSY和INT兩種總線仲裁方式。基于所采用的單片機型號,在系統里采用了中斷仲裁方案,這種方式的工作原理是一個內存地址(郵箱或者信息中心)被指派給每個端口。左端口的中斷標志被宣稱當右端口寫到內存地址3FEH時,左端口通過訪問3FE內存地址清除中斷。相似的,當左端口寫內存地址3FFH時右端口標志被宣稱,為了清除這個中斷標志,右端口必須訪問內存地址3FFH,系統里3FE和3FF兩個單元的內容賦予新的內涵,即定義兩個碼0FFH和00H。其中0FFH代表發送命令要求對方傳送數據,而00H代表發送的是對方所要求的數據。系統里兩個CPU與雙口RAM的連接如圖3。雙口RAM的剩余的存儲單元被分為四大部分,其中0000H-00FFH這256個單元用來存儲CAN總線上傳來的數據或地址,并且相鄰的兩個單元用于存儲一個CAN子站的數據信息;0100H-01F9H這250個單元用來存儲PROFIBUS總線上傳來的數據或地址,相鄰的兩個單元用于存儲一個PROFIBUS子站的信息,另外03FCH單元用于存放CAN總線設備所要讀的PROFIBUS站點的ID號,03FDH單元用于存放PROFIBUS總線設備所要讀的CAN站點的ID號。
4 系統軟件設計
網關的軟件可
分為兩大部分,一部分用于負責CAN總線的數據通信,另一部分用于負責PROFIBUS總線的數據通信。
每側的程序根據功能又可以分為三個子模塊:協議芯片初始化程序,接受數據接受子程序,數據發送子程序。其中數據接受子程序考外部中斷觸發執行。下面以網關的CAN總線接口側程序為例,列出程序流程圖,PROFIBUS側的接口程序與之相似,就不再贅述。
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