CN2932840Y - 一种实现串口设备与Profibus－DP总线相接的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实现串口设备与Profibus－DP总线相接的装置，它主要包括电路如下：一个与PROFIBUS网络连接的接口电路；一个ANYBUS－IC协议转换芯片；一个用于设定被连接的设备或仪表在PROFIBUS－DP网中的地址的地址拨码开关电路；一个连接于ANYBUS－IC协议转换芯片与外部设备之间的电平转换电路。本实用新型的有益效果是：可以使具有串口的设备或装置在网络中作为一种从站设备使用，实现异步、现场总线之间的映射，可以与任何支持PROFIBUS－DP协议的主站设备通讯。通过指示灯可以形象地实时监控当前的工作状态，对于不同的网络情况可以由拨码开关设定不同的地址。
Description
技术领域
本实用新型涉及了一种协议转换电路，属于电子技术在现场总线技术领域的应用。
背景技术
随着工业现代化进程的推进，传统的信号源通讯方式将会被以现场总线为代表的工业网络所代替。PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准，用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制，可实现现场总线设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能提供了可行的解决方案。
但是目前很多工业现场仪表、仪器都通过串行接口连接到相应的高端处理器上，不具备现场总线数据通信传输功能，不能和现场总线连接。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种实现串口设备与Profibus-DP总线相接的装置，以解决不同通讯协议之间的异步口、现场总线之间的转换，即通过一种协议访问另外一种或者两种协议中的数据的技术问题。
本实用新型解决其技术问题，所采用的技术方案主要包括电路如下：
一个接口电路，该接口电路为PROFIBUS-DP总线连接器，该连接器是9针SUB-D型PROFIBUS电缆插头，通过所述的连接器与PROFIBUS网络连接；
一个ANYBUS-IC协议转换芯片，将来自外部设备的数据发出前打包成符合Modebus协议的数据，发送至该ANYBUS-IC协议转换芯片，然后由ANYBUS-IC转换成符合Profibus-DP协议的数据格式，通过硬件9针SUB-D型PROFIBUS电缆插头与Profibus网络连接，Profibus网络上的数据通过硬件9针SUB-D型PROFIBUS电缆插头，传送至ANYBUS-IC协议转换芯片并转换成符合Modebus协议的数据，发送至外部设备，由外部设备从符合Modebus协议的数据中分解出所需的串行数据；
一个用于设定被连接的设备或仪表在PROFIBUS-DP网中的地址的地址拨码开关电路，由拨码开关设定的地址通过并入串出移位寄存器把并行地址转换为串行数据送到ANYBUS-IC模块中，以设定被接入PROFIBUS网络设备在该网络中的地址；
一个连接于ANYBUS-IC协议转换芯片与外部设备之间的电平转换电路。
如上所述的实现串口设备与Profibus-DP总线相接的装置，它还包括一个辅助指示灯电路，该辅助指示灯电路包括与并入串出移位寄存器连接的，指示ANYBUS-IC模块的行为状态和指示ANYBUS-IC模块参数设置及模块初始化情况的指示灯；该辅助指示灯电路还包括将ANYBUS-IC模块的串行数据发送/接收线接入到三态输出高有效四总线缓冲门输入端，其输出端连接的显示ANYBUS-IC模块的通讯状态的指示灯。
如上所述的实现串口设备与Profibus-DP总线相接的装置，所述的电平转换电路通过选择当前是工作在监控设定状态，还是工作在与外部设备通讯状态的通道选择开关与外部设备连接。
本实用新型的有益效果是：可以使具有串口的设备或装置在网络中作为一种从站设备使用，实现异步、现场总线之间的映射，可以与任何支持PROFIBUS-DP协议的主站设备通讯。通过指示灯可以形象地实时监控当前的工作状态，对于不同的网络情况可以由拨码开关设定不同的地址。该装置对拓广现场总线技术的应用有着重要的意义。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图。
图2是本实用新型的具体实施例的短路原理框图。
图3是本实用新型的总线连接器的管脚连接示意图。
图4是本实用新型的地址拨码开关的电路原理图。
图5是本实用新型的ANYBUS-IC模块的工作状态指示灯电路示意图。
图6是本实用新型的ANYBUS-IC模块的通讯状态指示灯电路示意图。
图7是本实用新型的串口扩展及电平转换电路原理图。
图8是本实用新型的流程图。
具体实施方式
本实用新型的电路具体结构及组成如下：
该装置的结构见图1，它主要由ANYBUS-IC、PROFIBUS-DP接口、地址拨码开关、辅助指示灯几部分组成。ANYBUS-IC能实现PROFIBUS协议；PROFIBUS-DP接口通过9针SUB-D型PROFIBUS电缆插头与PROFIBUS网络连接；地址拨码开关用于设定被连接的设备或仪表在PROFIBUS-DP网中的地址；辅助指示灯可以指示模块的供电及通讯状态。
该装置的工作原理：
上行：来自外部设备的数据发出前打包成符合Modebus协议的数据，发送至协议转换芯片ANYBUS-IC，然后由ANYBUS-IC转换成符合Profibus-DP协议的数据格式，通过硬件9针SUB-D型PROFIBUS电缆插头与Profibus网络连接。
下行：Profibus网络上的数据传送至ANYBUS-IC并转换成符合Modebus协议的数据，发送至外部设备，由外部设备从符合Modebus协议的数据中分解出所需的串行数据。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
(一)本实用新型的硬件接线部分：
本实用新型的协议转换电路，是一种适用于具有串口的设备与Profibus-DP现场总线网络相接的的协议转换电路。其主要由总线网络接口部分、协议转换芯片部分、从站地址选择部分、工作状态指示部分、设备(从站)接口部分组成。
图2反映了本实用新型的一个实施例。系统电源由外部提供5V的电源，现场总线网络是Profibus-DP网1，拨码开关2是1个8位输出的拨码开关，单向移位寄存器3是8位寄存器74AHCT594芯片，双向移位寄存器4是8位寄存器74HCT165芯片，协议转换芯片5是智能协议转换芯片ANYBUS-IC，缓冲器6是3态输出缓冲74HCT125芯片，串口通讯芯片7是MAX232芯片，PROFIBUS-DP总线连接器8是9针SUB-D型PROFIBUS电缆插头。
具体说明如下：
总线网络接口部分
ANYBUS-IC的13-20引脚为与PROFIBUS总线的连接信号。它通过一个9针SUB-D型PROFIBUS电缆插头与PROFIBUS网络连接。管脚对应连接方式如附图2(a)所示，具体的接线如图3所示。
从站地址选择部分
由拨码开关设定的8位地址通过并入串出移位寄存器74HC165把8位并行地址转换为串行数据送到ANYBUS-IC模块中，以设定被接入PROFIBUS网络设备在该网络中的地址，电路接线如图4所示。
ANYBUS-IC支持两种译码方式：BCD码和二进制码，可以通过ANYBUS-IC中的参数选择，其默认值是OOH即BCD译码方式。在同一条PROFIBUS总线上最多可连接126个站点(主站和从站)，因此可以用8位的拨码开关来表示节点地址。
·BCD译码开关：当使用BCD方式译码时，每4位开关代表一位十进制，指示仪的节点地址只能被设置在0～99之间。
·二进制译码开关：指示仪的节点地址由低7位的开关表示，如附表1所示。地址范围从0～126。
工作状态指示部分
ANYBUS-IC工作状态的指示电路。ANYBUS-IC SSC接口经过串入并出移位寄存器74HC595转换后用LED指示灯显示，连接示意图如附图5所示。
LED的不同模式对应模块的不同工作状态。并行数据的第一位用绿灯表示，它指示ANYBUS-IC模块的行为状态：停止或者运行或者清除；第二位用红灯表示，它指示ANYBUS-IC模块参数设置及模块初始化情况。如表1所示。
ANYBUS-IC通讯状态的指示灯电路。将ANYBUS-IC模块的串行数据发送/接收线接入到三态输出高有效四总线缓冲门74HC125输入端，用其输出来控制LED，可以显示ANYBUS-IC模块的通讯状态。灯亮说明对应数据线上正在进行数据通讯。如图6所示。
SR：ANYBUS-IC的SCI接口的接收数据指示灯
ST：ANYBUS-IC的SCI接口的发送数据指示灯
MP：ANYBUS-IC的MIF接口的接收数据指示灯
MT：ANYBUS-IC的MIF接口的发送数据指示灯
串口扩展及电平转换部分
参见图7，由MAX232实现了电平转换的功能。并通过K1、K2选择当前是工作在监控设定状态，还是工作在与外部设备通讯状态。
本实用新型的控制流程参见图8。
附表1 LED的不同模式对应模块的不同工作状态
| 状态 | 说明 | |
| GREEN | off | 不在线或者没有加电 |
| solid green | 处于数据交换状态 | |
| flash green | 节点处于清除模式 | |
| RED | off | 没有错误或者没有加电 |
| solid green | PROFIBUS ASIC初始化错误 | |
| flash green | 组态或者用户参数设置错误 |
Claims (3)
1.一种实现串口设备与Profibus-DP总线相接的装置，它主要包括电路如下：
一个接口电路，该接口电路为PROFIBUS-DP总线连接器，该连接器是9针SUB-D型PROFIBUS电缆插头，通过所述的连接器与PROFIBUS网络连接；
一个ANYBUS-IC协议转换芯片，将来自外部设备的数据发出前打包成符合Modebus协议的数据，发送至该ANYBUS-IC协议转换芯片，然后由ANYBUS-IC转换成符合Profibus-DP协议的数据格式，通过硬件9针SUB-D型PROFIBUS电缆插头与Profibus网络连接，Profibus网络上的数据通过硬件9针SUB-D型PROFIBUS电缆插头，传送至ANYBUS-IC协议转换芯片并转换成符合Modebus协议的数据，发送至外部设备，由外部设备从符合Modebus协议的数据中分解出所需的串行数据；
一个用于设定被连接的设备或仪表在PROFIBUS-DP网中的地址的地址拨码开关电路，由拨码开关设定的地址通过并入串出移位寄存器把并行地址转换为串行数据送到ANYBUS-IC模块中，以设定被接入PROFIBUS网络设备在该网络中的地址；
一个连接于ANYBUS-IC协议转换芯片与外部设备之间的电平转换电路。
2.如权利要求1所述的实现串口设备与Profibus-DP总线相接的装置，它还包括一个辅助指示灯电路，该辅助指示灯电路包括与并入串出移位寄存器连接的，指示ANYBUS-IC模块的行为状态和指示ANYBUS-IC模块参数设置及模块初始化情况的指示灯；该辅助指示灯电路还包括将ANYBUS-IC模块的串行数据发送/接收线接入到三态输出高有效四总线缓冲门输入端，其输出端连接的显示ANYBUS-IC模块的通讯状态的指示灯。
3.如权利要求1所述的实现串口设备与Profibus-DP总线相接的装置，所述的电平转换电路通过选择当前是工作在监控设定状态，还是工作在与外部设备通讯状态的通道选择开关与外部设备连接。
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| CN108829042A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-11-16 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种用于机床控制的集成系统 |
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Assignee: Jiaozuo Wanfang Aluminum Manufacturing Co., Ltd. Assignor: Beifang Polytechnic Univ. Contract fulfillment period: 2008.1.8 to 2013.1.7 Contract record no.: 2009410000084 Denomination of utility model: Device for realizing serial port equipment connected with Profibus-DP bus Granted publication date: 20070808 License type: Exclusive license Record date: 20090505 |
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