基于ColdFire的PROFIBUS-DP智能從站的設(shè)計(jì)

摘要：介紹了一種基于ColdFire系列MCF52258芯片的PROFIBUS-DP智能從站的設(shè)計(jì)方法，描述了PROFIBUS協(xié)議的結(jié)構(gòu)，闡述了相關(guān)的硬件和軟件設(shè)計(jì)方法，由CP5611和PC機(jī)構(gòu)成主站與從站通訊。實(shí)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(shè)備。
關(guān)鍵詞：VPC3；Profibus-DP；智能從站

Profibus是一種國(guó)際化的、開(kāi)放的、不依賴(lài)于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。它廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通、電力等其它自動(dòng)化領(lǐng)域。Profibus由Profibus-DP、Profibus-PA、Profibus-FMS三部分組成。DP用于傳感器和執(zhí)行器的高速數(shù)據(jù)傳輸；PA用于過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)；FMS用于解決車(chē)間一級(jí)通用性通信任務(wù)。本文主要介紹Profibus-dp協(xié)議。
Profibus-DP使用了OSI參考模型的第一層、第二層和用戶(hù)接口，第三層和第七層沒(méi)有定義。Profibus-DP使用的是RS-485傳輸技術(shù)，采用的電纜是屏蔽雙絞銅線(xiàn)，傳輸速率可達(dá)12Mbps，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)容量為每個(gè)報(bào)文多達(dá)244個(gè)字節(jié)，最多可以連接127個(gè)站點(diǎn)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
從站的設(shè)計(jì)分兩種：一種是利用現(xiàn)成的從站接口模塊如IM183、184開(kāi)發(fā)，這時(shí)只要通過(guò)IM183上的接口開(kāi)發(fā)就行了；另一種則是利用專(zhuān)用芯片ASTC進(jìn)行深層次的開(kāi)發(fā)，此種設(shè)計(jì)只需了解ASIC的工作原理，可大大減少開(kāi)發(fā)的難度和時(shí)間。本智能從站設(shè)計(jì)采用第二種方法，使用了專(zhuān)用通訊協(xié)議芯片VPC3，系統(tǒng)的控制芯片采用飛思卡爾的ColdeFire系列MCF52258微處理器。Profibus接口數(shù)據(jù)通過(guò)RS485傳輸，VPC3與光電隔離器件、RS485驅(qū)動(dòng)器連接?？傮w結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)
2．1 MCF52258微控制器與VPC3簡(jiǎn)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(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和控制能力。它的特點(diǎn)是性能優(yōu)異，集成度高，芯片的生態(tài)系統(tǒng)豐富強(qiáng)大。MCF52258的高集成度使它擁有豐富的外圍接口，如多通道應(yīng)用于各種場(chǎng)合的定時(shí)器、IIC，SPI，UART等通用的串行總線(xiàn)、以太網(wǎng)控制器、PCI控制器、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、Mini-FlexBus提供了外擴(kuò)設(shè)備的總線(xiàn)等。VPC3芯片采用3．3V供電，能直接控制芯片連接不用電平轉(zhuǎn)換內(nèi)部集戰(zhàn)了一個(gè)2K的雙口RAM，包括各種信息報(bào)文存儲(chǔ)器、方式寄存器、狀態(tài)寄存器、中斷寄存器以及符種緩存器指針和緩沖區(qū)等。VPC3集成了全部的Profibus-DP協(xié)議，有限的減輕了處理器的壓力。