CN1976355B - 现场总线技术用可配置的通信适配器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可配置通信适配器,包括一微处理器、主电源电路、状态指示单元控制器和信息收发器,其特征在于:增设了上层端口A和下层端口B以及可配置软件接口程序;上层网络是下层设备的主站,由主站发起和从站的通信,从站对主站的请求进行响应,数据传输顺序是:上层信号处理单元接收上层网络的请求,由CPU处理,将合理的请求通过下层设备信号处理单元发给下层设备,通过上层网络处理单元发给主站;该适配器的主CPU中存储Profibus-DP协议实现程序,可配置接口程序,中断程序;软件和硬件相结合,便可解决适配器可配置中的问题;用户可根据自己设备的特点,灵活进行配置,解决了一个通信适配器配一种固定的设备的问题,具有明显的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及现场总线技术用可配置的通信适配器,更确切地说涉及可配置的Profibus-DP通信适配器,属于现场总线技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展,一种(DeviceNet)总线技术被开发出来,在改变一些领域的面貌。
DeviceNet总线技术采用数据总线,由主站只要引出两根或很少的几根线,就可以将各现场设备连接起来,为设备提供配置,监视和诊断等功能。
总线技术的发展给低压电器产品带来极大的冲击,为设备增加(DeviceNet)接口基本上的两种做法:一是采用(DeviceNet)接口设计和产品功能设计完全融合在一起,共用一个软硬件资源;另外一种做法是(DeviceNet)接口设计和产品功能设计独立进行,两者通过某种方式(串行口,并行口等等)进行数据交换。这两种做法各有利弊:第一种做法,数据交换此较快,但CPU负担比较重,而且不具有灵活性,设备无法自由选择是否带有(DeviceNet)接口;第二种做法,设备可以自由选择是否提供(DeviceNet)接口,但是增加了个中间数据交换环节,要采取有效措施保证通讯质量。
由于(DeviceNet)网络数据的多样性和交换的灵活性,两种做法共同的问题是要为不同的设备设计不同的(DeviceNet)接口转换器。(DeviceNet)网络没有完整、集成的协议芯片,因此各设备制造商都要研究、开发(DeviceNet)协议,开发周期此较长,投入也比较大。
目前,国内外的(DeviceNet)适配器只能将设备的某些固定数据包发给主站,灵活性实用性很差,只能部分实现了(DeviceNet)协议,无法体现(DeviceNet)网络的优势。
如上海埃通电气股份有限公司张戟公开的题为”基于DeviceNet总线的从设备通信适配器设计”文中提到基于(DeviceNet)总线的泵/阀控制器的设备通信适配器用于智能泵/阀控制器与(DeviceNet)网络之间的通信设备,用于在智能泵/阀控制器和(DeviceNet)网络主设备之间交换I/O数据和其他设定数据。它是一个独立的从设备通信适配器,包括CPU、双向RAM、控制器收发器、微型开关、电源电路。
对于DeviceNet通信适配器而言,传统的适配器一般只能连接某种固定的设备,对于同一类设备,由于制造商的不同,其串口侧的通讯规约也不尽相同,而且对于通讯规约相同的设备,每个制造商所提供的参数属性等也是千差万别的,因而只能是一个通信适配器配一种固定的设备,当设备稍有变化或不是同种型号的设备时,只能修改适配器的软件重新烧写芯片了,这对DeviceNet技术的推广而言是一个很大的障碍。
发明内容
本发明的目的在于提供一种现场总线技术用可配置的通信适配器,该通信适配器通过上位机配置软件,使串口通信参数、设备基本属性、周期性报文属性、设备参数灵活进行配置。
为达到上述目的,本发明的技术方案是:该可配制的通信适配器包括主CPU单元、主电源电路、状态指示单元、节点地址设定单元、设备类型选择单元、上层网络信号处理单元和下层设备信号处理单元,上述电路的数据传输是一个主/从传输结构。
为了实现串口通信参数、设备基本属性、周期性报文属性、设备参数灵活进行配置,在主CPU单元内存储了上位机配置软件,可配置程序,中断程序。上述的程序构成的软件和硬件相结合,便可以解决适配器可配置中的问题。
本发明的有益效果:采用该通信适配器,通过对串口通信参数、设备基本属性、周期性报文属性、设备参数进行设置,这样,用户就可根据自己设备的特点,灵活进行配置,通过上位机软件把配置文件下载到可配置通信适配器中,可配置通信适配器就会根据用户的需求传递用户所需的参数,具有明显的经济效益。
以下结合附图和实施例对本发明作比较详细的说明。
附图说明
图1为本发明的可配置的通信适配器的硬件框图;
图2为本发明的可配置的通信适配器的硬件电路构成框图;
图3为本发明的可配置的通信适配器的上位机软件流程图;
图4为本发明的可配置的通信适配器的可配置软件流程图;
图5为本发明的可配置的通信适配器的中断程序流程图。
具体实施方式
参照图1,这是本发明的可配制的通信适配器的电气原理框图。
如图所示,包括主CPU单元1、主电源回路2、状态指示单元3、上层端口A、上层网络信号处理单元4、下层设备信号处理单元5、下层端口B,上述电路的数据传递是一个主/从传输结构,即从DeviceNet网络传输到设备接口。
主电源回路分别与上层络信号处理单元4、主CPU单元1、下层设备信号处理单元5连接供电。
参照图2,这是本发明的可配制的通信适配器的电气原理框图的具体线路。
所述的主CPU单元1,选用T89C51Ccol芯片,ISP下载,有1K的存储RAM,该主CPU处理速度较快,存储空间大,支持在线编程,有利产品升级,只要重新烧写软件即可。
所述的主电源回路2,包括滤波电路和开关型稳压器,由电阻R、电容C、电感L等元件组成,在线路中提供5V供电。
所述的状态指示单元3,是两个双金色指示灯用来指示电源状态和广网络状态的电路,在CPU单元中,固化的程序根据电源状态和网络状态控制两组指示灯,它包括电阻R6-R9和发光二极管。
所述的上层通道信号处理器4和下层信号处理器5是提供网络和设备之间协议转换,数据交换通道,用于同上层网络与下层设备的通信。它由集成块U2和电容C6、C9组成,它由集成块U6和电组R12~R16组成。
所述的上层端口A、下层端口B,上层网络是下层设备的主站,由主站发起和从站的通信,从站对主站的请求进行响应。数据传输的顺序:上层信号处理单元4接收上层网络主站的请求,通过主CPU单元1对主站的请求信息进行觯释、分析,将合理的请求以下层设备支持的协议方式,通过下层设备信号处理单元5发送给下层设备。
参照图3,这是本发明的可配置的通信适配器的上位机软件流程图。
软件流程步骤如下:从401[上电]开始进入402[写参数],从站诊断获取配置,进入403[写配置],从站诊断成功配置参数获取配置,进入404[数据交换],读输入数据、读输出数据命令(同步、冻结)、从站诊断配置成功、成功设置参数;当配置不成功、设置参数不成功,便返回402[写参数],或进入403[写配置]。
参照图4,这是本发明的可配置的通信适配器的可配置软件流程图。
该程序包括下列步骤:从501[开始]到502[检测指示灯]再到503[拨码状态判断],如果是[配置],便进入504[上位机通讯]进行判断,如果否,重新进入504[上位机通讯],如果是,则进入505[与上位机通讯,进行配置]、506[配置数据存入EEPROM],再返回504[上位机通讯];如果进入[运行],则进入507[读取EEPROM数据]、508[DP初始化,设置中断],再进入509[是否有新数据输出]进行判断,如果否,则直接进入511[设备输入数据写到输入缓冲区];如果是,进入510[输出数据到设备]、511[设备输入数据写到输入缓冲区]、512[协议芯片输入缓冲区更新]、513[非周期读写处理]、514[是否有新诊断数据]进行判断,如果否,则返回509[是否有新数据输出];如果是,则到515[发送诊断数据到协议芯片],再返回509[是否有新数据输出]。
参照图5,这是本发明的可配置的通信适配器的可配置中断程序流程图。
如图所示,所述的中断程序流程的步骤:从601[有中断产生]进入602[是Go/LeaVe_DATA_EX中断吗?]进行判断,如果是,进入603[相应处理程序];如果否,进入604[New_Gc_Command中断吗?]进行判断,如果是,进入605[相应处理程序];如果否,进入606[New_SSA_Data中断吗?]再进入607[相应处理程序],进入608[是New_Prm_Data中断吗?]进行判断,如果是,进入609[相应处理程序],进入608[是New_Prm_Data中断吗?]进行判断,如果是,进入611[相应处理程序]。
虽然本发明已参照上述的实施例来描述,但是本技术领域中的普通技术人员,应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明,应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明,所以并非作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种现场总线技术用可配置的通信适配器,包括一CPU单元(1)、主电源电路(2)、状态指示单元(3)控制器和信息收发器,其特征在于:增设了上层端口A和下层端口B;
所述的CPU单元(1),主电源电路(2)通过DeviceNet网络供电;
所述的信息收发器是独立的上层通道信号处理单元(4)和下层通道信号处理单元(5);
所述的状态指示单元(3)是用两个双色指示灯用来指示电源状态和网络状态的指示电路;
电路信息传输由上层网络中的主站发起和下层设备中的从站的通信,从站对主站的请求进行响应,因此数据传输顺序:上层通道信号处理单元(4)接收上层网络的请求,通过CPU(1)处理,将合理的请求,通过下层通道信号处理单元(5)发给下层设备,经CPU单元(1)校验,通过上层通道信号处理单元(4)发给主站;
该适配器的主CPU中存储上位机配置软件,其流程步骤如下:从上电开始进入写参数,从站诊断获取配置,进入写配置,从站诊断成功配置参数获取配置,进入数据交换,读输入数据、读输出数据命令、从站诊断配置成功、成功设置参数;当配置不成功、设置参数不成功,便返回写参数,或进入写配置;
该适配器的主CPU中存储可配置程序,其程序流程包括下列步骤:从开始到检测指示灯再到拨码状态判断,如果是配置,便进入上位机通讯进行判断,如果否,重新进入上位机通讯,如果是,则进入与上位机通讯,进行配置、配置数据存入EEPROM,再返回上位机通讯;如果进入运行,则进入读取EEPROM数据、DP初始化,设置中断,再进入是否有新数据输出进行判断,如果否,则直接进入设备输入数据写到输入缓冲区;如果是,进入输出数据到设备、设备输入数据写到输入缓冲区、协议芯片输入缓冲区更新、非周期读写处理、是否有新诊断数据进行判断,如果否,则返回是否有新数据输出:如果是,则到发送诊断数据到协议芯片,再返回是否有新数据输出;
所述可配置程序通过中断方式实现。
2.如权利要求1所述的现场总线技术用可配置的通信适配器,其特征在于:所述的CPU单元(1)选用的是处理速度快、存储空间大、支持在线编程的T89C51CCOI芯片。
3.如权利要求1所述的现场总线技术用可配置的通信适配器,其特征在于:所述的主电源电路(2),包括滤波电路和开关型稳压器,由电阻R、电容C、电感L元件组成,在线路中提供5V供电。
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