Profibus和CAN现场总线的帧转换

（2）帧格式举例

Profibus的帧有4种

1）无数据字段的固定长度的帧

2）有数据字段的固定长度的帧

3）有可变数据字段长度的帧

4）令牌帧

其中：

SYN同步时间，所有的主动帧前都必须有。
SD1开始定界符，值l0H
SD2开始定界符，值68H
SD1开始定界符，值A2H
SD1开始定界符，值DCH LE信息字节长度。该长度包括DA, SA,FC和DATA_UNIT。
LEr重复信息字节长度。 DA目的地址
SA源地址 FC帧控制 DATA UNIT数据字段。在固定长度的帧中为8个字符，在可变数据字段长度的帧中由LE决定，最大246个字符。
FCS帧检查顺序 ED结束定界符，值16H。 SC短应答帧的单一字符，值E5H。

（3）地址

在帧首部的地址字符结构是这样的：

地址位组的低7位为其所指示的站地址。这样在不扩展的情况下就有127个站地址（0～126）可以提供给主站和从站（其中127是作为全局地址来用的）。

EXT位用来指示在DATA UNIT中有无地址扩展。为了效率的缘故，Profibus-DP的数据交换功能禁止了地址扩展。

（4）服务存取点SAP

ProfibuS-DP协议使用FDL的服务存取点SAP作为基本功能代码。这个SAP有点类似于我们熟悉的TCP/IP协议中的端口：

在Profibus-DP协议中通常使用的帧格式如下，其中地址栏的最高位是1。

4、帧的内容的转化

一般说来，Profibus现场总线是主从结构的，Master和Slave之间是通过轮询来通讯的。CAN也有主从结构的，但它的通讯方式是优先级逐位仲裁的竞争式通讯（CSMA/MBA）。

如果把这两种现场总线连在一起的话，大多数情况下应该是把CAN段作为Profibus的Slave。

CAN的帧比较短，每个帧都有严格的差错控制，在每个CAN的帧中，数据域最长是8个字节；而Profibus常用的有可变数据字段的单帧数据容量可达246字节，但它的每个字节（UART字符）都有比较好的差错控制。在这种转化中我们需要集中考虑地址转化和帧的拆分问题。

4.1 地址转化

如前所述，Profibus-DP的站地址（DA/SA）在帧中用1个字节的低7位来表示；但是CAN协议的帧中却没有明显的地址位，它是利用仲裁域中的11位（CAN2. OA）或29位（CAN2.OB）表示符ID来表示帧的有关接收信息，让接受节点自己来确定是否接收。这样，实际上的地址信息就应当包含在ID中了。CAN协议没有规定信息标识符（ID）的分配，可以根据不同的应用使用不同的方法。确定标识符的分配非常重要，是高层协议、应用层协议的一个主要研究项目。

在本文中，为简单起见，我们只采用CAN2. OA格式的帧。首先我们来研究其标识符的分配方法。世界上已经有很多现场总线的高层协议是基于CAN协议的，如CANopen, Modbus，DeviceNET等。出于研究方便，现在我们就采用“HiLon协议B”，协议。
下面对“HiLon协议B”作简单介绍。

HiLon协议B是一个通用协议。该协议基于对称型多主网络结构，支持广播和点对点传送命令数据。命令数据包可长达256字节。

协议以CAN2. OA帧结构为基础。下图是帧报文格式，一个CAN2. OA标准帧由11位ID、1位RTR、4位DLC、数据区（最多8个字节）组成。

PRI：保留位（可作优先级位）。通常，保留位设置为1。保留位亦可作为优先级位，这时1为低优先级0为高优先级而剩余的优先级由源地址决定，低地址优先级高。该保留功能可有效支持紧急信息传送，如报警等。

source address：源地址，表示发送数据的节点地址，范围只能设定为0～125。

TYPE：帧类型。见下表中的帧类型说明。

DLC：每帧字节数（1～8）

destination address：目标地址，表示接收数据的节点地址，范围只能设定为0～125。

index：索引字节。对于单帧数据，该字节表示传输数据的第一个字节；对于多帧数据，此字节表示索引字节，即此帧数据在数据包中的位置。

data：数据。

Profibus有127个站地址，地址范围是0～126，127是全局地址。

两者的差距并不大。因为只是研究用，我们不妨把HilonB协议稍许修改，地址范围扩充到0～126，这样做，对整个CAN帧的长度和结构并无任何影响。

于是，我们就可以对所有的Profibus设备和CAN设备统一编址。整个系统里的站地址是唯一的，在帧转化时我们只要把相应位的地址信息直接拷贝进去就是了。

4.2 帧的拆分和合并

要把profibus的长帧装到CAN的短帧里去，就只能把Profibus的帧里的数据拆分成适合CAN的帧传输的长度。