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PROFIBUS-DP

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PROFIBUS-DP 从站操作说明

一、概述

PROFIBUS 是过程现场总线（Process Field Bus ）的缩写，于 1989 年正式成为现场总线

的国际标准。在多种自动化的领域中占据主导地位，全世界的设备节点数已经超过 2000 万。

PRO FIBUS 由二三部分组成：PROFIBUS·FMS、PROFIBus-DP 和 PROFIBUS—PA。FMS 主要用于

车间级控制网络，是一种令牌结构和实时多主网络，DP 是一种高速的低成本通信连接，用

于设备级控制系统与分散式通信；PA 是专为过程化而设计的，具有本征安全规范。在这里，

主要介绍 PROFIBUS-DP(Distributed Process)协议。 PROFIBUS—DP 使用了 0SI 参考模型的第一

层、第二层和用户接口，第三层到第七层未定义。PROFIBUS—DP 主要应用于传感器和执行

器级的高速数据传输．它以 DlN 19245 的第一部分为基础，主站周期性地读取从站的输入

信息并周期地向从站发送输出信息。它的响应时何从几百 μ s～几百 m s，数据传输速率为

9 6 k b p s～12Mbps，传输的数据容量为每个报文多达 244 字节．传输介质为屏蔽双绞线或

光纤等。¯

本实验装置采用 slemens 的从站协议芯片开发 PROFIBUS—DP 从站的方法．单片机附加

协议芯片是常用的从站实现方案之一，与单片机附加内部软件的方案相比，用于控制通信

状态机制的内部程序已经大大减少。智能从站的框图如图所示。其中包括 4 路输入 4 路输

出、微控制器 STM32、通信控制器 SPC3、总线隔离驱动芯片 ADM2486 等。

二、硬件介绍

2.1 从站板资源

微

控

制

器

通

信

控

制

器

总线

隔离

驱动

电路

输入

输出

电路

PROFIBUS 总线

4 路 LED

输

出

18、39

VDD

高电位端，接电源

MODE

<log> 0 = 80C165 数据/地址线分开，准备信号

<log> 1 = 80C32 数据/地址线复用，固定计时

ALE/AS

I©

地址锁存使能 C32 mode：ALE

C165 mode：<log> 0

AB9

地址线 C32 mode： <log> 0

C165 mode：地址线

26 TXD

串行口输出端

27 RTS

请求发送端

AB8

I©

地址线 C32 mode： <log> 0

C165 mode：地址线

30 RXD

I©

串行口输入端

31、32 AB7、AB6

I©

地址线

33 XCTS

I©

清零发送端，<log> 0 = 发送允许

34、35

XTEST0、XTEST1

I©

正常接 VDD。

XTEST0：接 VSS 时所有输出为高阻状态；

XTEST1：接 VSS 时为 Various test 模式。

36 RESET

I(CS)

由 CPU 的输出端口来复位 SPC3

37 AB4

I©

地址线

40、41 AB3、AB2

I©

地址线

42 AB5

I©

地址线

43、44 AB1、AB0

I©

地址线

SPC3 中集成了 OSI 模型的第一层（特别是模拟传输 RS485 驱动器）和第二层的执行总

线 FDL 以及接口服务和管理协议。余下的第二层功能如用户接口、数据管理等、就需要通

过软件来实现。

内置的 1.5K 双端口 RAM 作为 SPC3 和微处理器的接口。整个 RAM 区分为 192 个段，

每段 8 个字节。用户通过内部微处理器的基指针直接寻址。基指针可指向存储区的任何一

个段。所有需要分配地址的 BUF 指针必须指向段的开头。

总线接口是可设置参数的 8 位同步/异步接口。用户可以通过 11 位地址线访问内部

1.5K RAM 和参数寄存器。

当微处理器启动，过程特定参数（站地址、识别号等）必须传输到参数寄存器和模式

寄存器上。

可以在任何时候通过访问状态寄存器查询监测和控制状态。

各种事件（各种指示、错误事件等）在进入中断控制器后，这些事件通过标志寄存器

被响应，被中断确认寄存器确认。SPC3 提供共同的中断输出。

内置看门狗计时器工作于三个状态：波特率查询（ Baud_Search）、波特率控制

（Baud_Control）、DP 总线控制（DP_Control）。

微控制器（Micro Squencer）控制所有进程。

过程特定参数（缓冲区指针、缓冲区长度、站地址等）和数据缓冲区都包含在内置

1.5K RAM 中，控制器操作它们就像操作双端口 RAM 一样。

通用同步异步接收发射端（UART），可将并行数据流转换为串行数据流，或相反。

SPC3 可自动识别波特率（9.6KBd~12MBd）

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