帶PROFIBUS-DP接口的智能電磁流量計(jì)開發(fā)

　　2．5 PROFIBUS-DP通信接口

　　PROFIBUS-DP通信接口開發(fā)中使用PIC18F4520作為處理器單元管理通信事務(wù)，SPC3協(xié)議芯片則完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和收發(fā)功能。 PIC18F4520與SPC3之間的連接如圖2所示。SPC3接成使用Intel芯片并工作于同步模式，此時(shí)片選信號輸入引腳XCS不起作用，接高電平；地址鎖存信號ALE起作用，接處理器RB3，SPC3內(nèi)部地址鎖存器和解碼電路工作。CPU與SPC3通過SPC3的雙口RAM交換數(shù)據(jù)，SPC3的雙口RAMS應(yīng)在CPU地址空間統(tǒng)一分配地址，CPU把這片RAM當(dāng)作自己的外部RAM。CPU采用RD和RB口擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，RD口作為數(shù)據(jù)線和低8 位地址線，RB4、RB1、RB2作為AB8-AB10地址線接ABO-AB2。SPC3的AB3-AB10接地。

　　SPC3與收發(fā)器連接時(shí)用于串行通信的四個(gè)引腳分別為XCTS、RTS、TXD和RXD。XCTS是SPC3的清除發(fā)送輸入信號引腳，表示允許SPC3發(fā)送數(shù)據(jù)，低電平有效，這里始終接低電平。RTS為SPC3請求發(fā)送信號接收發(fā)器的輸出使能端。RXD和TXD分別為串行接收和發(fā)送端口。為提高系統(tǒng)的抗干擾性，SPC3內(nèi)部線路必須與物理接口在電氣上隔離，此處采用速率可達(dá)2 5Mb／s的HCPL7721高速光耦，收發(fā)器采用SN75ALS176，足以滿足本系統(tǒng)的應(yīng)用。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　3．1 主處理器軟件

　　本系統(tǒng)主處理器統(tǒng)軟件采用TI公司的430單片機(jī)軟件開發(fā)工具-IAR Embedded Workbench作為終端軟件的開發(fā)平臺(tái)，編程語言采用以C430。TI公司的430單片機(jī)軟件開發(fā)工具專門用于430單片機(jī)以實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用開發(fā)。包含以下實(shí)用工具：具有語法表現(xiàn)能力的文本編輯器、編譯器、匯編器、連接器、函數(shù)庫管理器、實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化的Make工具和內(nèi)嵌C語言級與匯編級的調(diào)試器 C-SPY。

　　主處理器軟件主要由主程序、鍵盤菜單處理、定時(shí)器中斷、三值梯形波勵(lì)磁信號產(chǎn)生、A／D采樣、LCD顯示、串口通信等部分組成。主程序流程圖如圖3所示。

　　3．2 PROFIBUS-DP通信接口

　　PROFIBUS-DP接口中的SPC3集成了完整的PROFIBUS-DP協(xié)議，因此PIC18F4520不用參與處理PROFIBUS-DP狀態(tài)機(jī)。 PIC18F4520的主要任務(wù)就是上電后先根據(jù)MSP430的初始化數(shù)據(jù)對SPC3進(jìn)行初始化，初始化成功后根據(jù)SPC3產(chǎn)生的中斷，對SPC3接收到的、主站發(fā)出的輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，組織要通過SPC3發(fā)給主站的數(shù)據(jù)，并根據(jù)要求組織外部診斷等。
整個(gè)程序采用了結(jié)構(gòu)化、模塊化的方法，包括四個(gè)部分：主程序一包括了初始化、數(shù)據(jù)輸入輸出和診斷模塊；中斷模塊一包括了參數(shù)分配和配置模塊；子程序模塊一包括對緩沖區(qū)的組織和分配；程序的頭文件一包括程序的宏和變量定義。：PROFIBUS-DP通信接口主程序流程圖見圖4所示。

　　4 結(jié)束語

　　本文介紹的、帶PROFIBUS-DP接口的智能電磁流量計(jì)，采用雙核技術(shù)，簡化了硬件電路和軟件資源的分配，設(shè)計(jì)相對獨(dú)立，程序的修改和移植更容易，提高了系統(tǒng)的性價(jià)比，降低了功耗。用帶SIEMENS公司CP5611卡的工控機(jī)作為上位機(jī)對智能氧量分析儀的通信功能進(jìn)行測試的通信速率，最高可達(dá)12 Mb／s，通信速率設(shè)為1 Mb／s時(shí)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠。該系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線儀表的自主開發(fā)提供了重要借鑒，具有廣闊的應(yīng)用前景。