基于devicenet总线的从设备通信适配器设计

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1、基于DeviceNet总线的从设备通信适配器设计

2、第11通信适配器硬件系统设计1.1功能简介　　DeviceNet是基于CAN总线的一种总线协议标准。因此，DeviceNet从设备适配器硬件首先应实现CAN总线的基本功能，主要包括：报文收发、访问控制及其它物理层的诸多功能。此外，为实现DeviceNet协议，硬件应具有足够大的程序存储空间，并具有足够快的运行速度，以保证协议程序的顺利执行。1.2硬件原理DeviceNet节点硬件主要由以下几部分组成：电源、单片机系统、看门狗及掉电保护电路、CAN控制器SJA1000、CAN收发器82C251、拨码开关及状态LED显

3、示、双口RAMIDT7005、AnyBus接口。总体设计框图如图1所示。详细硬件电路图见本刊网站补充版。500)this.style.ouseg(this)">以下是主要部分功能介绍。（1）单片机DeviceNet适配器选用以及32KB的FlashEEPROM，从而使系统不需扩展外部程序存储器便可满足DeviceNet协议程序的容量要求。Hz的主频下运行，处理速度完全满足DeviceNet节点通信的实时性要求。为减少芯片的数量及降低硬件成本，本系统只扩展1片8KB的双口RAM，其前面7KB用于外部数据存储，最后1KB用于提供与其它应用电路的通信接口。（2）CAN控

4、制器SJA1000DeviceNet总线报文的收发以及媒体访问控制等都是依据CAN总线协议的，而这些协议都要通过CAN控制器加以实现。DeviceNet通信节点选用目前比较流行的PhilipsCAN控制器SJA1000。由于DeviceNet总线协议采用11位的标识符，因此应使SJA1000工作在BasicCAN模式。（3）CAN收发器82C251CAN收发器（transceiver）82C251的主要作用是收发CAN总线上的信号：一方面将总线信号转换为CAN控制器所需的信号；另一方面，将CAN控制器的输出信号转化为CAN总线信号。（4）双口RAMIDT7005D

5、eviceNet适配器通过1个具有中断功能的双口RAMIDT7005提供与其它应用电路的通信接口。IDT7005具有2套完全独立的数据线、地址线、读写控制线，允许2个CPU对双口RAM的同一个单元在不同的时间进行读写；具有2套完全独立的中断逻辑，500)this.style.ouseg(this)">实现2个CPU间的握手控制信号。IDT7005的最高2个字节1FFEH和1FFFH分别兼做2个端口的中断逻辑单元。（5）AnyBus接口作为一种通用的现场总线通信节点，AnyBus提供了与其它应用电路之间进行数据交换的接口标准，并对接口的引脚进行了严格的定义。2Dev

6、iceNet总线通信协议DeviceNet协议规范是描述DeviceNet设备之间实现连接和交换数据的一套协议。在DeviceNet规范中定义了DeviceNet通信协议，详细介绍了连接、信息协议和与通信相关的对象。（1）DeviceNet是基于连接的网络　　DeviceNet中的连接提供在多种应用之间交换信息的路径。当建立1个连接时，与连接相关信息的传送就会分配1个标识符，称为连接标识符CID（ConnectionIdentifier）。如果某个连接需要双向数据交换，则应该分配2个不同的连接标识符。　　DeviceNet通信协议是基于连接概念的协议。一旦建立了连

7、接，就可以在网络设备之间传送I/O数据。此时，DeviceNetI/O报文的所有协议都包含在11位的CAN标识符中，其它部分都是数据。　　11位的CAN标识符用来定义连接ID。DeviceNet将11位的CAN标识符分为4组，前3组的连接ID包括了6位的媒体访问控制标识符（MACID）以及信息标识符（MessageID）。信息组的定义如图2所示。组4信息用于离线通信。　　通过设计，DeviceNet系统中的节点能够对自己的标识符进行管理。这些标识符交错分布在整个范围内。所有的节点都有一个完整的它们能获得的报文优先权范围，而与它们的MACID无关。重复MACID算法

8、保证了CAN标识符的唯一性，而不需要网络集中工具或记录。（2）DeviceNet的报文传送　　DeviceNet使用更为有效的生产者/消费者模式，取代了传统的源/目的的传输方式。该模式要求对报文打包，使它具有数据标识位域。标识符还提供解决多级优先权（仲裁中使用）的手段，以便更高效地传送I/O数据，并供多个消费者使用。500)this.style.ouseg(this)">　　DeviceNet定义了2种不同类型的报文，称作I/O报文和显式报文。I/O报文适用于实时性要求较高和面向控制的数据。I/O报文数据帧中的8位数据场不包含任何与协议有关的位，只有当I/O报文为

9、大报文经过