基于DeviceNet总线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引言DeviceNet是一个开放的网络标准。规范和协议都是开放的一供应商将设备连接到系统时，无需为硬件、软件或授权付费；任何人都能以名义上的复制成本(目前为25()美元+邮费)从开放式DeviceNet供应商协会(ODVA)获得Device-Net规范。本设计针对的DeveiceNet从设备特性如下：属于DeviceNetgroup2only从设备；采用Predefine的通信连接；可通过硬件开关设置125kbps>250kbps>500kbps波特率；可通过硬件开关设置0〜63MACIDo在软件、硬件设计前应首先进行从设备

2、(泵/阀)1/0需求分析(即profile文挡设计)。1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显示、双口RAM

3、IDT7005、AnyBus接口。总体设计框图略(详见《单片机与嵌入式系统应用》2002.8)。以下是主要部分功能介绍。(1)单片机DeviceNet适配器选用Winbond公司的高性能8位单片机W78E58。W78E58功能、引脚与80C52完全兼容，并提供256B的内部RAM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。W78E58最高可在40MHz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,其前血7KB用

4、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oDeviceNet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

5、器的输出信号转化为CAN总线信号。⑷双I丨RAMIDT7005DeviceNet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套完全独立的小断逻辑，实现2个CPUI'可的握手控制信号oIDT7005的最高2个字节1FFFEH和1FFFH和分别兼做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進，并对接口的引脚进行了严格的定义。

6、2DeviceNet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规范屮定义了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)o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。一旦建立了连接，就可

7、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IDoDeviceNet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)。信息组的定义图略(详见《单片机与嵌入式系统应用》2002.8)0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I詞内。所有的节点都有一个完整的它们能获