RS232与PROFIBUS现场总线接口单元的开发
图 4-1 接口单元的硬件结构
在上述硬件的基础上，我们就可以着手开发从站单元的软件，这里必须申明，上述的硬件结构同样支持主站，从站接口单元软件包除包含PROFIBUS现场总线的物理层、链路层和应用层外，还包括应用层接口。整个软件包由以下3 个模块组成。
· 物理层，链路层和应用层的协议软件；
· 初始化设定，事件记录和显示模块；
· 应用层接口模块。
下面对每个模块的功能与结构予以阐述。
5.1 协议软件
由于所开发的接口单元在网络中处于从站的位置，因此它没有直接访问总线权。协议软件实现了所有FDL(Field bus Data Link)服务功能，它是映射应用层FMS(Fieldbus Message Specification)服务所不可缺少的。总线参数诸如地址、波特率和槽时间等均可在协议安装时由用户设定。微处理器的计时器用于从站的空闲、超时和同步计时。报文的发送和接收是通过中断进行控制的。由于PROFIBUS总线的最高传输速率为500k Baud，在FDL层上，总是在收到报文的STOP字节标志后，才对报文进行处理的。在空报文的情况下，处理过程需要800～900μS，一般情况下，处理过程需要1～4ms，例如初始化服务就需要4ms，因此，整个系统的槽时间最少需要5-10ms。应用层模块包括FMS(Fieldbus Message Specification)和LLI(LowL evel Interface)两个子层模块。FMS模块的主要功能是对来自ALI(Aplication Layer Interface)的服务请求进行处理并将其传送给PROFIBUS现场总线网络；同时，对来自网络底层的报文进行译码处理并将其传送给ALI。通常，从站接口单元的应用层软件只实现了FMS所规定的部分服务功能，但可以根据用户的需要进行有选择性的扩充。除规定的上下文管理服务(初启、异常终止、拒收等)外，一般还包括变量存取服务(读、写、情况汇报等)、事件管理服务(事件通知及确认事件通知)和对象目录管理服务。虽然象事件管理服务等并不是从站必须具有的服务功能，但考虑到实际应用的需要，在LLI子层模块内，允许从站具有一定的主动性，因为这样避开了令牌管理机制的限制，在从站内实现比在主站内实现具有更大的方便性和灵活性。从站一定限度的主动性是通过附加功能块来实现的。如果从站接到主站的轮询请求，它将主动为主站提供必要的服务。不过，在这种情况下，只有那些超越FMS规定的服务功能才是有效的。
5.2 初始化设定，事件记录和显示模块
为了方便用户安装从站单元，在关闭PROFIBUS/RS232的情况下，用户可以通过RS232接口用PC机对其进行初始化。初始化设定模块完成必要的参数设置和事件管理，并在ZPRAM内设置通信关系表和总线参数。事件记录模块主要完成对过去一定数量的事件进行跟踪记录，比如RS232和RS485通信错误(奇偶校验错误、帧错误和溢出)及其发生时间。显示模块负责通过LED和数显对总线和从站单元的状态进行显示。
5.3 应用层接口模块
应用层接口负责把实际现场对象映射为PROFIBUS能辨认的通信对象，并把服务请求发送给通信系统。
6 结束语
针对现存现场设备大多只具有RS232通信接口，为使它们能以节点的方式与现场总线连接，本文以PROFIBUS现场总线为例，设计开发了一种从站接口单元。在实际中，用它对多台拥用MPDC型驱动器(具有RS232接口)的钻床控制系统进行了改造，完成了预定的通信和控制功能，取得了满意的效果。笔者相信，这对在原有设备的基础上实现现场总线分布式控制具有重要参考意义。
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