基于dn1022的devicenet总线产品设计new

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1、基于DN1022的DeviceNet总线产品设计摘要：以基于CAN的DeviceNet技术为基础，采用DeviceNet从站协议芯片DN1022和意法半导体公司的32位单片机STM32F051R8T6为智能电机保护器设计了一款DeviceNet从站模块，并介绍了DeviceNet网络应用系统构建方法。0引言随着工业现场底层设备的种类越来越多，功能越来越强大，现场总线技术已经得到了广泛的应用。基于CAN总线的DeviceNet技术，由美国Rockwell公司提出，并由ODVA（OpenDeviceNetVendorsAssociation）进一步开发并做一致性认证。其凭借低成本、高性能、设

2、备级诊断等优异的性能在国际上得到了普遍的采用。DeviceNet协议主要应用于汽车、半导体、电气机器、运送传输系统、食品、水处理、冲压与注塑等[1]领域。目前开发该协议的方式有：（1）向ODVA购买协议规范，自己完成协议开发，此种方式对研发要求高，优点是成本较低，缺点是开发时间较长。（2）购买第三方协议包开发。现在市场上一些大的自动化厂商（如德国赫优讯）提供DeviceNet协议包，供应商可向其购买开发。协议开发包的功能全面，但成本较高、有一定的技术难度。（3）购买协议模块。一些自动化厂商（如ANYBUS、赫优讯）提供集成了DeviceNet协议的IC模块，供应商只需要将此IC设计到产品

3、的内部并利用串口等进行一些简单的设置即可。这种方式简便、开发周期短，缺点是结构固定、成本较高。（4）协议芯片。DN1022内部集成了DeviceNet协议从站功能，集成度高、封装简单，满足一般的DeviceNet[2][3][4]从节点功能要求，而且成本低、易开发、不受结构限制。介绍了一种基于DN1022芯片的电机保护器DeviceNet从站功能模块的开发，不仅实现了现场控制系统对电机重要参数及运行状态等的实时监控，还可完成总线对电机的远程启/停控制，为工业生产带来了很大便利。1智能电机保护器的DeviceNet通讯模块开发安科瑞电气股份有限公司为改公司的电机保护器开发了一款Device

4、Net从站通讯模块，并将其集成在产品内部，实现了仪表与通讯模块的一体化结构，非常便于工业现场控制系统的组网安装。改模块的开发基于DeviceNet从站协议芯片DN1022和意法半导体的CPU芯片STM32F051。1.1主要芯片介绍1.1.1控制器MCU芯片采用意法半导体公司的Cortex™-M0架构内核的32位处理器STM32F051R8T6，时钟频率高达48MHz，内置64Kb的Flash、8K的RAM、1个12位D/A转换器、11个定时器、5通道DMA控制器、55个高速I/O2口、2个IC接口、2个USART、时钟管理等多种资源，具有很高的性价比。1.1.2DN1022协议芯片DN

5、1022芯片内置DeviceNetGroup2OnlySlave从站协议栈,具有内置的CAN口和DeviceNet处理引擎，高速串行口、并行口和配置口。用户处理器可通过高速串口或者并口和该协议芯片通信，只需实现一个简单[5]的通信协议即可。DN1022技术指标：◆支持最大64个输入字节，64个输出字节◆支持POLL(轮询)、COS（状态改变）、CYCLIC(循环)三种数据触发方式◆内置CAN控制器◆芯片供电电压3.0V-5.5V1.2硬件功能框图DeviceNet从站模块的硬件功能如图1所示。设备上电后，用户CPU从保护器读取对DN1022的配置数据。读取成功并配置完成DN1022后，将

6、DN1022设定为运行态。在运行状态下，保护器与DeviceNet主站间进行数据交互。工作指示灯显示模块CPU的配置、DN1022的初始化及CPU读取保护器数据的状态，网络指示灯显示DeviceNet的网络状态。图1DeviceNet从站模块的硬件功能1.3DN1022工作原理介绍（1）配置：设备上电后，用户处理器对DN1022进行配置，过程如图2所示。需要配置的参数有地址、波特率、NetworkInput连接长度、Networkoutput连接长度等。图2DN1022配置（2）I/O数据交换，过程如图3所示。DN1022内部有一个I/O数据缓冲区，DeviceNet主站与DN1022之

7、间的数据交互是异步进行的。图3DeviceNet主站、DN1022、用户CPU间的I/O数据交换1.4软件设计软件设计用C语言完成。主要包括CPU的初始化、读保护器配置命令、DN1022配置、保护器与DeviceNet主站间的交互数据等。软件主程序：intmain(void){CPU_INIT();//CUP初始化disp(1);//CUP正常工作，指示灯闪烁第1下read_setting();set_1022();//配置DN10