PROFIBUS-DP与PROFIBUS-PA的接口研究与开发

摘要

现场总线是20世纪80年代末发展起来的一种数字式、智能、双向、多节点的通信与控制系统。在现有的现场总线标准中，PROFIBUS现场总线由于具有通信实时性强、传输率高和成本低等特点应用最为广泛，它包括PROFIBUS-DP，PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS三个系列。因为DP与PA所采用的传输技术和编码方式不同，所以二者之间不能直接连接进行数据传输，本文通过对DP与PA总线协议和传输技术进行研究，完成PROFIBUS DP/PA耦合器的开发设计，从而使PROFIBUS-PA设备能便捷的接入PROFIBUS-DP总线，实现现场总线的统一集成。
　　 本文首先介绍了PROFIBUS现场总线的基本的特性、协议的结构、数据的存取机制，并结合本课题的研究目标对物理层和数据链路层技术做了详细研究，为DP/PA耦合器的设计打下基础。其次，提出了选用单片机与现阶段PROFIBUS接口开发与实现的热门控制芯片--ASIC芯片进行DP/PA耦合器产品开发的思路，选用智能芯片SPC3，SPC4作为DP、PA总线的控制器负责完成数据的转换和收发功能，单片机则负责完成两种总线之间的数据交换。
　　 在理论分析的基础上，搭建了以AT89S51、SPC3和SPC4为核心的硬件电路，同时完成了软件程序的编程和GSD文件的编写。