基于SIMl-2的现场总线仪表电路设计
4 SIMl-2器件典型应用
图6为SIMl-2器件的典型应用电路。该系统采用ARM核单片机STM32Fl0lRDT6作为信号和协议的主要处理器件，该款单片机引脚数目少，器件体积小。外挂EEPROM用于存储用户定义的信息。基金会现场总线通信控制器FBC0409收发符合FF总线物理层标准的总线信号，单片机接收及发送FF总线数据通过其转换。MAU部分主要由SIMl―2器件完成。该部分还包括少量总线接口电路。图6中的复位电路和4 MHz晶振用于给STM32F101RDT6单片机和FBC0409提供复位信号及系统时钟。SIMl-2使用单独的2 MHz晶振时钟。另外，STM32F101RDT6单片机、FBC0409、SRAM、EEPROM及传感器电路的电源由低压差稳压片(LDO)提供，而LDO的电源来自MAU电路(间接来自总线)。即所有电源均由总线提供，系统无需外接电源。各个器件的连接方式可直接参照数据手册。接收数据时，通信控制器FBC0409通过SIMl―2接收来自FF总线的数据帧，提取出数据字段供上层进一步处理并保存到接收数据缓冲区，CPU访问后将这些数据传递给单片机。发送数据时，单片机将发送数据交付给通信控制器FBC0409，并保存到发送数据缓冲区，在接到令牌后将其转为曼彻斯特码，通过MAU单元发送到FF总线上。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/195621.htm
总线供电的现场总线仪表系统设计难点在于解决功耗与处理速度和处理能力之间的矛盾。由于系统电路本身的消耗和接口电路的需要，供给单片机，通讯控制器，MAU电路使用的电能很有限。因此器件选型尤为重要。现场总线的软件比较复杂庞大，单片机必须要有足够的寻址空间。ARM核单片机STM32F101RDT6其片上拥有384 KB Flash存储器、48KB SRAM，满足系统对寻址能力的要求。通讯控制器采用FBC0409，可满足高性能基金会总线网络主、从设备的使用要求，也适用于PROFIBUS―PA总线的现场设备。FBC0409内置4 KB数据RAM和DMA控制器，数据的接收、发送、地址表的查找均无需CPU，大大减轻CPU负担，满足处理速度的要求。对于MAU电路，除了要求较高质量的传输信号外，还必须能高效率从总线上获取能量以维持仪表工作。西门子现场总线MAU器件SIMl―2不仅能满足以上性能指标，而且工作电流的利用率较高，自身功耗小。
5 结束语
本文介绍一种新型的媒体结合单元电路器件SIMl-2的系统结构、主要功能和系统应用。在应用系统中，用SIMl―2器件替代分立元件，有效地减小器件面积，而且SIMl-2具有较高的传输质量，能够降低其自身的工作电流提高利用率。通信控制器FBC0409将RAM集成到器件内部，减少线路板连线。单片机STM32F101RDT6引脚数目少，减小了器件体积，节约设计空间。总之，使通讯圆卡在器件数量和功能上相比原来的电路都有明显提高。
评论