CN1976355B - 现场总线技术用可配置的通信适配器 - Google Patents

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

现场总线技术用可配置的通信适配器

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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