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《基于89s51单片机的profibus_dp从站接口电路的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、l.5陕西科技大学学报Oct.2010#134#JOURNALOFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGYVol.28*文章编号:1000-5811(2010)05-0134-04基于89S51单片机的PROFIBUS-DP从站接口电路的设计121史永哲,张健,杨彩霖(1.西安广播电视大学理工部,陕西西安710002;2.咸阳市特种设备检验所,陕西咸阳712000)摘要:针对PROFIBUS-DP现场总线从站通信接口的问题,给出了基于89S51单片机接口电路的设计,详细说
2、明了PROFIBUS-DP从站设计的方法和思想,包括硬件电路和软件设计,最后以ACS400变频器为开发对象进行了通信组网试验,经证明该设计电路运行可靠,通信效率高,有很大的实用价值.关键词:PROFIBUS-DP;89S51单片机;接口电路;RS485中图法分类号:TP331.2文献标识码:A0前言随着现代科学技术的迅猛发展,自动化技术日新月异.现场总线(Fieldbus)在智能现场设备、自动化系统之间提供了一个全数字化的、双向的、多节点的通信网络,是现代计算机、通信和控制技术的集成,它以数字信号取代传统
3、的4~20mA模拟信号,一条现场总线可为众多的可寻址现场设备实现多点连接,实现了现场管理和控制的统一,真正实现了系统的开放性、互操作性,所以有人预言,现场总线技术使得自动[1]化技术正在进入第三次飞跃.现场总线技术起始于20世纪80年代中期,到现在已经有多个标准,PRO-FIBUS-DP总线技术则是其中的佼佼者.伴随着PROFIBUS-DP总线的发展,PROFIBUS-DP通信协议得[2]到了广泛应用.因此,如何自行开发稳定、可靠的国产PROFIBUS-DP智能从站通信接口,实现同一生产厂家的各种设备或不
4、同生产厂家的同种设备能够同时工作在同一个PROFIBUS-DP网上,解决部分生产厂家的设备不支持PROFIBUS-DP通讯方式的问题,显得尤为重要.为此我们设计了基于89S51单片机开发的PROFIBUS-DP从站接口电路,该产品自开发以后,解决了主站和从站的接口问题,经应用证明通信速率较高.1PROFIBUS-DP从站接口电路的硬件设计1.1PROFIBUS-DP从站开发工具简介SPC3(SiemensProfibusController)是SIEMENS公司提供的一款很具代表性的DP从站专用智能通信协
5、议芯片,采用44管脚的POFP封装,支持PROFIBUS-图1SPC3内部结构DP协议,SPC3能自动标识总线波特率(9.6kbps-*收稿日期:2010-07-10作者简介:史永哲(1975-),男,陕西省武功县人,讲师,硕士,研究方向:软件理论及软件开发第5期史永哲等:基于89S51单片机的PROFIBUS-DP#135#12Mbps),其内部结构如图1.[3]1.2PROFIBUS-DP从站硬件电路框图在硬件设计中,为了使硬件更具有通用性,能够适合更多的设备,增加接口硬件的灵活性,将硬件电路设计成以
6、下几个部分:控制核心单片机,SPC3与单片机的连接,存储器的扩展,PROFIBUS-DP接口,复位电路的设计,RS-485接口电路设计,供电电源的设计,其总体框图如图2所示.由于篇幅所限,本文仅对SPC3与单片机的连接,PROFIBUS-DP接口和RS-485接口电路设计进行说明.1.3SPC3与单片机89S51的连接[4]图2PROFIBUS-DP从站硬件电路框图SPC3与单片机89S51的连接如图3所示,SPC3的DB0~DB7与单片机89S51的P0口相连、AB0~AB7与单片机89S51的P2口相
7、连,且AB4与P2.4连接时中间加反相器;RESET接单片机的T1端,由单片机控制SPC3的复位状态;X/INT接单片机的外部中断0;XRD、XWR、ALE分别与单片机的读、写、ALE相连接;SPC3的CLK端接48MHz晶振的输出.1.4PROFIBUS-DP的接口电路和RS-485接口电路的设计PROFIBUS-DP网络接口在物理特性上与RS-485网络接口相近.在PROFI-BUS-DP总线驱动和光耦隔离的通信部分,PROFIBUS-DP总线驱动一侧与主站图3SPC3与单片机89S51的连接[5]连
8、接,另一侧通过光耦与SPC3连接.RS-485接口电路如图4所示,主要由光电隔离、电平转换、电阻网络组成,其原理与PROFI-BUS-DP接口类似,其区别在于RS-485的通信速率远小于PROFIBUS-DP的通信速率,因此在光电隔离的选择上就没有很严格的要求,用一般的[6]521-1光电隔离器就可以了.2PROFIBUS-DP从站通信接口的软件设计PROFIBUS-DP的ASIC芯片SPC3集成了PROFIBUS-DP协议,
