实时数据串行通信协议设计

《实时数据串行通信协议设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第1期组合机床与自动化加工技术No．12014年1月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJan．2014文章编号：1001—2265(2014)01—0096—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．01．027实时数据串行通信协议设计水李松，唐小琦，宋宝(华中科技大学机械科学与工程学院，武汉430074)摘要：文章结合嵌入式数控系统的需求，设计一种兼容实时数据和非实时数据传输的高速、高可靠性串行通信协议——scP—Bus，在基于FPGA和高速RS485接1：7芯片的硬件平台上，

2、解决了嵌入式数控系统数据的实时性问题、异步通信中接收方与发送方波特率时钟相位对准问题、工业现场应用的干扰问题等。试验和现场使用结果表明，SCP—Bus串行通信协议能够满足嵌入式数控系统与外部设备之间通信的要求。关键词：实时；FPGA；串行通信中图分类号：TH165；TG65文献标识码：ATheDesignofRealTimeSerialCommunicationProtocolLISong，TANGXiao—qi，SONGBao(SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuaZhongUniversityofScienceandT

3、echnology，Wuhan430074，China)Abstract：ConsideringtherequirementoftheEmbeddedNCSystem，thispaperdesignsahighspeedandreliableserialcommunicationprotocol—SCP—Bus，whichiscompatiblewiththetransmissionofrealtimedataandnon—realtimedata．BasedonhardwareplatformcomposedofPFGAandhighspeedRS485chip，th

4、ispapersolvestheproblemofdata’SinstantaneityinEmbeddedNCSystem，andtheproblemofbaudrateclock’Sphasealignmentbetweenthereceiverandthesenderinasynchronouscommunication。theproblemofdisturbanceinindustrialfield，andetc．Theresultofexperimentandfieldapplicationindi—catesthatSCP·-Buscanmeetthedem

5、andsofcommunicationbetweentheEmbeddedNCSystemandpe·-ripheralequipment．Keywords：embeddedNCSystem；realtime；FPGA；serialcomunicationlinux下的驱动复杂，如果应用在嵌入式数控系统中0引言不经济。在数控系统中，从结构上来讲，分为非总线式和针对嵌人式数控系统，本文设计了一套简单的，总线式，非总线式是将轴数据，L／O数据，DA／AD数满足实时数据与非实时数据的传输要求，兼容一般据，编码器反馈数据等直接通过直连的方式接人数MCU的UART或者USART的

6、串行通信协议——控核心板，这样会导致接线复杂而且凌乱，往往数控SCP．Bus(SerialCommunicationProtocolbus)。在基于系统对线缆要求较高，需要加入屏蔽层和磁环等防现场可编程逻辑阵列(FPGA)和RS485接口芯片干扰措施，这些线缆价格昂贵，做线工作量大，接线硬件平台上，实现了数控系统到伺服驱动器、远程I／／工作量也大。如果采用总线式结构，将所有数据都0模块、MCP键盘之间的数据通信，解决了资源消耗通过总线进行交互，就能避免传统非总线结构带来大，驱动复杂的问题，同时轴数据的实时性与误码率的不便。针对总线式数控系统，现有的总线协议主也能满足嵌入

7、式数控系统的要求。要有：华中数控开发的NCUC．BUS，CAN，工业以太网1SCP—Bus通信物理结构现场总线EtherCAT，Modicon开发的Modbus⋯等。这些总线协议虽然功能齐全而且强大，实时性很高，在嵌入式数控系统中，因为各个设备与主站之误码率很低，但是都较为复杂，资源消耗量大，在间的数据传输是一点对多点的形式，因此SCP．Bus收稿日期：2013—05—14；修回日期：2013—06—20基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(2012ZX04001012)；“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(201