PROFIBUS-DP现场总线技术

论文编号:DZXX369 论文字数:14011,页数:45

摘  要
 针对现场总线在我国的应用和发展现状，在研究PROFIBUS-DP现场总线基本理论(主要包括系统组成、协议结构、数据存取机制、从站通信原理)，并在此基础上，提出了通过用软件实现数据链路层协议开发智能化从站接口的方案。研究过程中利用先进的编程工具和编程语言完成系统软件开发。整个设计过程经历了系统方案的设计，系统软硬件的设计，以及系统测试几个阶段。
 本文采用单片机的串行口(UART)与主站进行通信，由软件实现数据链路层协议，即在51系列单片机中集成PROFIBUS-DP从站的部分协议，通过运行单片机中的程序，实现DP从站协议，从而代替专用协议芯片。
 最后本文对课题的设计工作进行了总结，并对 PROFIBUS-DP智能通信接口的设计进行实验与实现。
 
关键字： 现场总线；PROFIBUS；通信接口；通信协议；OEM2；

ABSTRACT
 Exactly according to the current status of Fieldbus development and application in our country, studying the basic theory of PROFIBUS-DP (including system composing, protocol structure, data access mechanism and slave station communication principle), based on which this paper puts forward development proposal for the PROFIBUS-DP intelligent slave station’s communication interface. During the research of the thesis, use advanced programming tool and program language to develop software of the system. The whole research and design has come through the following stages: design of system scheme, design of hardware and software, and system test.
 This paper is use the MCU serial port (UART) and the main station for communications, actualize the protocol of data link layer by the software.That is integrating parts of PROFIBUS Slave Station protocol in the 51 series CMOS. So it can replace the special protocol chip and realizes the function of intelligent slave station.
 Finally, this paper summarizes the whole work of the design, and brings forward the experimentation and actualization for the design of PROFIBUS-DP intelligent slave station interface.
 
Keywords：Fieldbus；PROFIBUS；Communication Interface；Communication Protocol；OEM2；
 
 目    录
摘  要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2现场总线的概念 2
1.3现场总线的特点 2
第2章 PROFIBUS原理 4
2.1 PROFIBUS类型 4
2.2 PROFIBUS-DP协议 5
2.2.1 PROFIBUS-DP协议结构 5
2.2.2 PROFIBUS-DP报文格式 6
2.2.3 PROFIBUS-DP通信方式 8
2.2.4 PROFIBUS-DP波特率自适应 9
2.3 PROFIBUS－DP物理层 9
2.3.1 RS-485传输技术 9
2.3.2总线连接器 10
2.3 PROFIBUS－DP数据链路层 11
2.3.1 PROFIBUS－DP帧格式 11
第3章 PROFIBUS的通信系统设计 13
3.1 系统概述 13
3. 2系统总体设计 13
3.2.1 单片机的选择 14
3.2.2 接口的设计 15
3.3通信接口的通信过程 17
3.4 OEM2介绍 17
第4章 接口板的软件设计 19
4.1程序流程图 19
4.2模拟串口的实现 22
4.2.1 串行通信的基本原理 22
4.2.2 模拟串口程序设计 23
4.3设备数据库文件(GSD) 25
第5章 系统仿真与实验 26
5.1 Keil C51开发系统 26
5.2实验结果 26
第6章 结论 28
参考文献 29
致  谢 30
附录 31

相关论文