一種profibus dp通信模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于微電子領域，具體說是一種支持PROFIBUS DP總線協(xié)議的通信模塊。
【背景技術】
[0002]ROFIBUS DP是作為德國國家標準DIN19245和歐洲標準PREN50170的現(xiàn)場總線，用于分散外設間的高速傳輸，適合于加工自動化領域的應用。PROFIBUS DP是目前國際上通用的現(xiàn)場總線標準之一，以其獨特的技術特點、嚴格的認證規(guī)范、開放的標準、眾多廠商的支持和不斷發(fā)展的應用行規(guī)，已成為最重要的和應用最廣泛的現(xiàn)場總線標準之一。
[0003]目前，國內基于PROFIBUS DP通信類的產品也逐漸得到應用，該類產品有兩種方案:一種是采用微控制器和PROFIBUS DP協(xié)議芯片的方案，這種方案控制器速度低，需要大量1 口在軟件的協(xié)助下模擬通信時序對協(xié)議芯片進行操作；另外一種使用一片微控制器，利用軟件和外圍電路對PROFIBUS DP協(xié)議進行解析，該方案成本低，但是復雜度高，軟件解析協(xié)議需要大量時間，工作效率低且可靠性差。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種PROFIBUS DP通信模塊，在實現(xiàn)用戶數(shù)據到PROFIBUSDP總線的通信基礎上，解決同類產品結構復雜、集成度低，可靠性差等弊端。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案是:
[0006]一種PROFIBUS DP通信模塊，包括順序連接的微控制器、PR0IBUS DP協(xié)議芯片、串口通信芯片，以及微控制器和PR0IBUS DP協(xié)議芯片之間連接的反相器、鎖存器；所述反相器與鎖存器連接；
[0007]所述微控制器用于與PROFIBUS DP協(xié)議芯片和用戶UART通信，以及數(shù)據的交換和參數(shù)的設置；
[0008]所述反相器用于將微控制器的地址鎖存信號進行邏輯非操作，并發(fā)送至PR0IBUSDP協(xié)議芯片；
[0009]所述鎖存器用于根據反相器輸出的地址鎖存信號將微控制器的地址鎖存，控制對PR0IBUS DP協(xié)議芯片的數(shù)據輸入；
[0010]所述PROFIBUS DP協(xié)議芯片，內部集成PR0IBUS DP協(xié)議，用于完成信息處理、地址識別、數(shù)據安全排序和協(xié)議處理，并實現(xiàn)與串口通信芯片的數(shù)據傳輸。
[0011]所述微控制器為內置FSMC靜態(tài)存儲器控制器的單片機。
[0012]所述鎖存器為具有三態(tài)輸出的八路透明D類鎖存器芯片。
[0013]所述串口通信芯片為帶有數(shù)字隔離且兼容PROFIBUS DP總線標準的RS485總線收發(fā)器芯片。
[0014]所述微控制器的FSMC靜態(tài)存儲器控制器讀、寫引腳分別與PROFIBUS DP協(xié)議芯片的讀、寫引腳連接；所述微控制器的FSMC靜態(tài)存儲器控制器地址鎖存引腳與反相器的輸入端連接，反相器的輸出端與PROFIBUS DP協(xié)議芯片的地址鎖存引腳、鎖存器的控制端連接；微控制器的FSMC靜態(tài)存儲器控制器16位地址線中的高8位地址線引腳分別與鎖存器的8個輸入端連接，鎖存器的8個輸出端分別與PROFIBUS DP協(xié)議芯片的高8位地址線輸入端連接；所述微控制器的低8位地址數(shù)據復用引腳與PROFIBUS DP協(xié)議芯片的低8位地址數(shù)據復用引腳輸入端連接。
[0015]所述微控制器的UART端口 UART_TXD和UART_RXD引腳分別于用戶的微控制器UART 端口 UART_RXD 和 UART_TXD 引腳連接。
[0016]所述PROFIBUS DP協(xié)議芯片的串行接收端口、請求發(fā)送端口、串行發(fā)送端口分別與RS485串口通信芯片的串行發(fā)送端口、請求接收端口、串行接收端口連接；串口通信芯片的通信端口用于連接PROFIBUS DP總線的通信端口
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點:
[0018]1.本發(fā)明使用32位高性能微控制器和專用的PROFIBUS DP協(xié)議芯片，實現(xiàn)用戶數(shù)據到PROFIBUS DP總線的通信，處理速度更快。
[0019]2.本發(fā)明使用微控制器內置FSMC靜態(tài)存儲控制器，對協(xié)議處理器操作時序完全由FSMC靜態(tài)存儲器控制器完成，僅需少量微控制器10端口，具有通信效率高等特點。
[0020]3.本發(fā)明采用高性能的反相器和具有三態(tài)輸出的八路透明D類鎖存器芯片完成部分控制信號的硬件邏輯處理，避免使用軟件模擬時序的弊端，具備時延小，可靠性高等特點。
[0021]4.本發(fā)明一種PROFIBUS DP通信模塊，具有結構簡單、集成度高、體積小、通信可靠等特點，可以減少工業(yè)現(xiàn)場PR0IBUS DP從站設計復雜度、降低用戶使用proibus DP技術門檻和開發(fā)成本，有利于產品集成和產品快速開發(fā)。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結構原理圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的微控制器與VPC3+C通信時的信號邏輯時序圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0025]一種PROFIBUS DP通信模塊，包括微控制器STM32F103VCT6、PROFIBUS DP協(xié)議芯片VPC3+C、串口通信芯片IL3685、反相器SN74AHC1G04和鎖存器SN74AH573。微控制器通過其內置的FSMC靜態(tài)存儲器控制器與協(xié)議芯片VPC3+C采用同步、數(shù)據和地址線復用模式的并行連接方式；協(xié)議芯片VPC3+C與帶數(shù)字隔離且兼容PROFIBUS DP總線標準的RS485總線收發(fā)器IL3685芯片連接。FSMC靜態(tài)存儲器控制器是STM32系列采用一種新型的存儲器擴展技術。在外部存儲器擴展方面具有獨特的優(yōu)勢，可根據系統(tǒng)的應用需要，方便地進行不同類型大容量靜態(tài)存儲器的擴展。
[0026]微控制器通過具有三態(tài)輸出的八路透明D類鎖存器芯片SN74AHC573，對FSMC靜態(tài)存儲器控制器的16位地址線的高8位地址進行鎖存操作，保證高8位地址在整個微控制器對VPC3+C讀或者寫操作期間都保持有效，16位地址線中的低8位地址則由VPC3+C芯片內部鎖存電路完成。其中FSMC靜態(tài)存儲器控制器的16位地址中的低8位為數(shù)據總線和地址總線復用。
[0027]微控制器內置FSMC靜態(tài)存儲器控制器的地址鎖存信號是上升沿有效，而VPC3+C芯片地址鎖存信號是下降沿有效。因此，需要反相器芯片SN74AHC1G04對地址鎖存信號進行邏輯非操作。
[0028]帶數(shù)字隔離且兼容PROFIBUS DP總線標準的RS485總線收發(fā)器芯片型號為IL3685，IL3685是經過PROFIUBS DP兼容認證的隔離型RS485接口芯片。
[0029]隔離轉換電源的芯片型號為B0505T，芯片5V電壓輸入端與模塊5V供電電壓連接，共同由外部電源供電，芯片5V隔離電壓輸出端與IL3685PR0FIBUS DP接口一側電源輸入端連接；用于完成模塊內部和PROFIUBS DP總線端5V電源的雙向隔離。
[0030]微控制器通過UART串行通信接口電路UART端口 UART_TXD和UART_RXD弓丨腳分別于用戶的微控制器UART端口 UART_RXD和UART_TXD弓丨腳連接進行串行通信。通信內容包括PR