LON現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)到以太網(wǎng)互連適配器的設(shè)計(jì)（DOC 6頁(yè)）

1、熬LON現(xiàn)場(chǎng)癌控制網(wǎng)絡(luò)到礙以太網(wǎng)互連藹適配器的設(shè)絆計(jì)礙摘要：按以單片啊機(jī)為核心連挨接現(xiàn)艾場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)捌與以太網(wǎng)互敖連適配器的哀設(shè)計(jì)方案，版描述了神經(jīng)俺元芯片使用跋并行拌模式與敗單片機(jī)通信癌的方法，介鞍紹了單矮片機(jī)控制以按太網(wǎng)控制芯澳片案的方法半。并采用搬語(yǔ)言實(shí)懊現(xiàn)傳案輸，完成了柏系統(tǒng)的調(diào)試岸與驗(yàn)證。澳絆 艾關(guān)鍵詞：艾氨 以擺太網(wǎng) 拌熬 骯單片搬機(jī)邦隨著互聯(lián)網(wǎng)盎的發(fā)展，在般使用計(jì)算機(jī)拜進(jìn)行互聯(lián)的巴同時(shí)，各種把智能家電、拜工業(yè)控制、襖智能儀器儀伴表、數(shù)據(jù)采拌集都在逐步懊趨向網(wǎng)絡(luò)化芭。但由于以班太網(wǎng)在實(shí)時(shí)邦性和可靠性哎的先天不足半，各種現(xiàn)場(chǎng)笆總線技術(shù)應(yīng)巴運(yùn)而生；更半因?yàn)槠鋸氐装业拈_(kāi)放性、分散性和完岸全

2、可互操作哎性等特點(diǎn)，白正成為未來(lái)俺新型工業(yè)控安制系統(tǒng)的發(fā)壩展方向。以班太網(wǎng)以其應(yīng)挨用的廣泛性皚和技術(shù)的先拜進(jìn)性，逐漸按壟斷了商用襖計(jì)算機(jī)的通半信領(lǐng)域和過(guò)隘程控制領(lǐng)域伴的上層信息愛(ài)管理與通信胺。為實(shí)現(xiàn)上靶層管理網(wǎng)絡(luò)版與下層控制把網(wǎng)絡(luò)的集成柏，在實(shí)際中邦必須實(shí)現(xiàn)現(xiàn)凹場(chǎng)總線與以艾太網(wǎng)互聯(lián)。稗拌現(xiàn)場(chǎng)奧總線是美國(guó)扳百公司藹年推案出的局部操擺作網(wǎng)絡(luò)。板扒現(xiàn)場(chǎng)總罷線在網(wǎng)絡(luò)通阿信方面具有埃突出優(yōu)點(diǎn)，罷如網(wǎng)絡(luò)物理隘層支持多種板通信介質(zhì)，搬支持多種網(wǎng)辦絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)艾等。目前使氨用板技按術(shù)的產(chǎn)品廣拜泛應(yīng)用于工埃業(yè)、樓宇、半家庭、能源背等自動(dòng)化領(lǐng)柏域。本文提百出的適配器胺連接方案，芭能將氨控制網(wǎng)與以敗太網(wǎng)無(wú)縫連吧接，實(shí)

3、現(xiàn)透敖明傳輸。礙圖1 互連壩適配器的電矮路框圖藹 互連適伴配器硬件電扮路設(shè)計(jì)吧適配器使用澳的主要芯片岸為神經(jīng)元芯骯片邦、佰單片機(jī)稗扒和以太靶網(wǎng)控制器八。主爸要分為斑百控制模塊氨、協(xié)議轉(zhuǎn)換耙模塊和以太背網(wǎng)通信模塊按。其中，協(xié)哎議轉(zhuǎn)換由單捌片機(jī)內(nèi)部軟百件完成。佰 哀扒控制模昂塊矮班控制哎模塊主要完翱成對(duì)笆網(wǎng)數(shù)據(jù)的管背理并向單片背機(jī)傳輸數(shù)據(jù)翱，其核心是暗神經(jīng)元芯片芭。神經(jīng)元芯礙片與其他設(shè)吧備的互連是敗通過(guò)其襖個(gè)口八，編程人員按可以定義多暗個(gè)引腳為輸叭入輸出對(duì)矮象。用戶程敖序可通過(guò)暗（絆）和背（）按訪問(wèn)這些扳對(duì)象，柏并在程序執(zhí)哀行期間完成敗輸入輸出礙操作。本文捌設(shè)計(jì)的適配版器采用把芯藹片預(yù)定義的岸并行

4、拔對(duì)象，實(shí)現(xiàn)傲了高數(shù)據(jù)速巴率和全雙工把工作方式。并行藹對(duì)象利用阿芭的個(gè)佰口進(jìn)行笆通信。其中伴矮為雙向敖數(shù)據(jù)線，氨班為控制敗信號(hào)線。借扳助令牌傳遞隘握手協(xié)議，鞍并行澳口可外接處愛(ài)理器，實(shí)現(xiàn)癌稗芯片與外稗接各類微處氨理器之間的奧雙向數(shù)據(jù)通芭信。并行口把的速率可達(dá)八隘，工作版方式有三種昂，即主模式凹、從模式按和從模式絆。不同的模矮式下，哎巴這三根控芭制信號(hào)線的埃意義不同。扒本文應(yīng)用從胺模式罷阿與單片機(jī)連盎接如表所矮示。矮表1 Ne瓣uron芯巴片與單片機(jī)吧的連接IO8片選信號(hào)線（CS）接P2.5IO9讀寫(xiě)信號(hào)線（R/W）接P3.6IO10握手信號(hào)線（HS）接P1.0IO0IO7數(shù)據(jù)總線接P0.0P0

5、.7胺從模式中吧，啊芯片為絆從機(jī)，擺單片機(jī)為主胺機(jī)。主機(jī)與背從機(jī)間的數(shù)敖據(jù)傳輸通過(guò)鞍虛擬的寫(xiě)令岸牌傳遞協(xié)議凹（氨 霸 敗般稗 板暗）實(shí)現(xiàn)芭。主機(jī)和從傲機(jī)交替地獲拌得寫(xiě)令牌，哀只有擁有寫(xiě)瓣令牌的一方澳可以寫(xiě)數(shù)據(jù)吧（不超過(guò)奧字節(jié)）盎，或者不寫(xiě)跋任何數(shù)據(jù)傳唉送一個(gè)空令澳牌。傳送的敖數(shù)據(jù)要遵從傲一定的格式安，即在要傳扮送的數(shù)據(jù)前敗面加上命令凹碼和傳送的昂數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。敗命令碼有胺頒（寫(xiě)數(shù)挨據(jù)）、癌疤（傳遞空按令牌）、拔瓣（擺要求從機(jī)同捌步）、絆邦（絆確認(rèn)同步）半四種，最后佰以字埃節(jié)結(jié)束。寫(xiě)胺數(shù)據(jù)和傳遞阿空令牌的格頒式分別如表昂、表所百示。搬表2 寫(xiě)數(shù)傲據(jù)的格式CMD_XFERLengthDataEOM笆表

6、3 傳遞跋空令牌的格盎式CMD_NULLEOM矮 以熬太網(wǎng)通信模伴塊稗以太網(wǎng)通信隘模塊由岸單片機(jī)和叭暗組成班。以太網(wǎng)控隘制器胺由臺(tái)灣捌唉公司生產(chǎn)柏，腳拌封敖裝。它支持艾位佰數(shù)據(jù)總線及辦個(gè)安基地址選搬擇，使用敖耙兼容的寄存捌器結(jié)構(gòu)。它版有一塊盎字節(jié)的爸，地址矮為靶扒。搬實(shí)際上它是奧雙端口懊，可以同巴時(shí)被網(wǎng)卡讀百寫(xiě)和用戶哎讀寫(xiě)，相靶互之間不影擺響。網(wǎng)卡讀按寫(xiě)比用戶讀哀寫(xiě)的優(yōu)先級(jí)唉高。阿分頁(yè)存儲(chǔ)，俺每字節(jié)稱為一頁(yè)吧。將前疤頁(yè)作為發(fā)送拌緩沖區(qū)（阿襖壩），后安頁(yè)作為芭接收緩沖區(qū)盎（藹傲）案。岸以太網(wǎng)的介藹質(zhì)訪問(wèn)控制般、校敖驗(yàn)及數(shù)據(jù)幀邦的接收和發(fā)扒送都由網(wǎng)卡愛(ài)自動(dòng)完成，襖只需將俺包加上目的奧地址矮和源地址

7、，叭再通過(guò)遠(yuǎn)端擺接口熬對(duì)靶伴內(nèi)部八進(jìn)行讀寫(xiě)即靶可。網(wǎng)卡的拜地址線共敖根。用到傲的網(wǎng)卡地址跋為十六進(jìn)制案的伴絆，基地搬址為吧，從地敖址壩昂。地址線的傲哀是固定的埃疤辦拜，只需根巴地址線即可柏。所以柏唉輸入輸愛(ài)出地址共版?zhèn)€，地址搬偏移量為骯笆（對(duì)應(yīng)于奧邦）叭。對(duì)于位啊操作方式，愛(ài)個(gè)地址按中只有跋個(gè)有用：笆矮共個(gè)頒寄存器地址氨，為扮地址翱，為挨復(fù)位地址。爸本適配器采巴用輪詢方式凹，不使用中暗斷。故埃佰與單片罷機(jī)的連接如伴表所示。白表4 RT板L8019靶as單片的唉連接IORB讀信號(hào)，接P3.6IOWB寫(xiě)信號(hào)，接P3.7RSTDRV復(fù)位信號(hào)，P3.4AEN地址信號(hào)，接地IOCS16接下拉電阻，選擇8

8、位模式S0S7數(shù)據(jù)總線，接單片機(jī)P0口A19A10，A6地址線接地A9，A5接P2.5（高電平時(shí)選中）A4A0接單片機(jī)P2.0P2.4半表5 單片愛(ài)機(jī)發(fā)往RT懊L8019癌as的數(shù)據(jù)骯格式以太網(wǎng)首部IP首部UDP首部數(shù)據(jù)14字節(jié)20字節(jié)20字節(jié)128n字節(jié)罷本適配器使礙用傳皚送數(shù)據(jù)，同昂時(shí)支持搬的回應(yīng)芭應(yīng)答和回應(yīng)安請(qǐng)求報(bào)文（啊命耙令），單片芭機(jī)發(fā)往愛(ài)背的數(shù)據(jù)罷幀格式如表八所示。哀用單片機(jī)實(shí)把現(xiàn)協(xié)般議要作一些阿簡(jiǎn)化，不考隘慮數(shù)據(jù)分片按和優(yōu)先權(quán)。皚因此，在首部中不辦討論服務(wù)類疤型和標(biāo)志偏扳移域，只需跋填“”即愛(ài)可。暗 互癌連適配器的昂硬件電路設(shè)隘計(jì)安由于伴奧只有四個(gè)辦位板口，無(wú)法同扳時(shí)與昂哀 和跋

9、奧通信，故吧使用口岸作為數(shù)據(jù)總鞍線。安作為片選胺信號(hào)，高電拔平為爸，低電平巴為敖。拌圖給出了般互連適配器八的電路框圖板。其中盎和絆捌復(fù)用同案一條位數(shù)般據(jù)線，依靠隘進(jìn)叭行片選。當(dāng)拔高扒電平時(shí)，白絆地址愛(ài)（鞍）有效扮，被選中。愛(ài)敖作為單片半機(jī)的下載線啊，互聯(lián)適配傲器也可使用笆?？谂c計(jì)算機(jī)巴通信。襖圖2 適配辦器工作流程熬圖靶 互連適奧配器的軟件昂設(shè)計(jì)哎適配器的軟氨件編寫(xiě)包括扒兩部分：一佰部分是扮壩上用氨 隘語(yǔ)言編寫(xiě)搬；另一部分拔是在藹上用跋語(yǔ)言開(kāi)發(fā)隘協(xié)議安棧和與懊捌、唉拜的通信軟俺件，可讀性扳強(qiáng)，可方便柏地移植到其耙他核心霸單片機(jī)上。拜 適把配器的初始唉化辦頒單片機(jī)和板邦之間熬先建立握手?jǐn)⌒盘?hào)，即

10、般信號(hào)有效盎（由搬皚的固件自動(dòng)啊實(shí)現(xiàn)）；然壩后，主機(jī)發(fā)拜送一個(gè)霸傲命令礙，要求從機(jī)叭同步，而從阿機(jī)接收到這斑個(gè)信號(hào)后，敗則發(fā)送爸啊，敗表示已同步邦，可以通信啊了。懊在盎通信前要先哎讀取拜的內(nèi)容拜并設(shè)置內(nèi)部安寄存器的值搬（配置寄存懊器愛(ài)板，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)佰地址），再暗由把對(duì)耙的澳頁(yè)與頁(yè)翱相關(guān)寄存器癌進(jìn)行初始化罷，即可正常背工作。般 適斑配器工作流啊程絆考慮到絆網(wǎng)主要作爸為監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)唉，特別在樓伴宇自動(dòng)化中癌的監(jiān)控，由埃網(wǎng)發(fā)唉往以太網(wǎng)的靶數(shù)據(jù)較多，安應(yīng)首先保證奧其優(yōu)先權(quán)。辦且藹只有班字搬節(jié)的內(nèi)存，奧無(wú)法處理大安的以太網(wǎng)幀昂。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)癌比較，在最藹后具體實(shí)現(xiàn)把時(shí)，選擇罷最大為霸每幀字懊節(jié)，盡量做霸到每收俺個(gè)幀班，發(fā)一個(gè)以把太網(wǎng)幀，流霸程如圖所佰示。礙 佰 服邦務(wù)器監(jiān)控軟爸件的設(shè)計(jì)礙跋現(xiàn)場(chǎng)八總線使用網(wǎng)八絡(luò)變量的方澳式傳送數(shù)據(jù)疤。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)斑變量是昂藹網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)叭的一個(gè)對(duì)象班，各個(gè)節(jié)點(diǎn)半之間的聯(lián)系背通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變皚量實(shí)現(xiàn)。當(dāng)盎一個(gè)網(wǎng)絡(luò)變襖量在一個(gè)節(jié)敖點(diǎn)中被應(yīng)用隘程序改變時(shí)案，吧協(xié)議埃自動(dòng)將新值笆構(gòu)成隱式消斑息透明地發(fā)岸往可與之共跋享的其他節(jié)斑點(diǎn)，而應(yīng)用骯程序則不必骯考慮發(fā)送、唉接收和尋址白的問(wèn)題。安把裝在服務(wù)器暗上的監(jiān)控軟柏件將需