发布时间:2022-01-12 阅读量:1377 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理
现场总线PROFIBUS通信功能的接口设计
目前国内对自动化产品(电器、仪表、驱动装置等)提出PROFIBUS通信功能要求,主要于:
(1)国外生产设备及技术的引进,特别是从欧洲引进的成套设备通常采用PROFIBUS现场总线 ,因此对国内配套产品提出了现场总线PROFIBUS通信功能的技术要求;
(2)国内自动化系统厂家比较成功的、面向行业的控制系统,要求系统技术向现场总线技术 发展,同时也要求现场设备向智能化、网络化方向发展。
基于上述需求,嵌入式PROFIBUS-DP从站通信接口的设计为自主开发具有PROFIBUS-DP通信功能产品的用户提供了一种快速、高效的解决方案。
实现方法:
(1)电路设计制作:使用PROFIBUS通信专用ASIC芯片SPC3实现协议相 关内容,选用合适的CPU,外围加带光电隔离的RS-485驱动;
(2)单片机+Firmware软件:需要在单片机中编程(Firmware软件),实现单片机与ASIC的结合;
(3)用户产品的CPU通过串行接口向PROFIBUS-DP从站通信接口板读/写输入/输出数据;PROFIBUS-DP从站通信接口板自动转换成PROFIBUS-DP协议与PROFIBUS主站通信;
(4)编写GSD文件,搭建一个调试与测试平台进行PROFIBUS系统配置。
硬件设计:
嵌入式PROFIBUS-DP从站通信接口板(以下简称接口板)由CPU芯片、PROFIBUS 协议芯片SPC3及光隔RS485驱动等电路组成,如图所示。

接口板与用户模板采用串口连接,使用波特率选择开关可选择指定 的7种波特率(9600、19.2K、 38.4K、57.4K、115.2K、 230.4K、460、8K)中的一种;接口板需要用户模板 提供2组5 V电源(VCC/GND150 mA和5 V/0V-100 mA),分别作为接口 板的电源及光隔外电源,由16针插座J1引 入。信号A、B、RTS及5 V、0 V可直接引到用户模板PROFIBUS的D型插 头上(使用 PCB布线或软接线均可)。根据PROFIBUS产品测试技术规范,此接法引线或软接线 不宜过长,通常PCB引线不超过20 cm、软接线不超过 10 cm。
如果PROFIBUS的D型插头与接口板之间需要更长的引线,可以从接口板上的10针插头J2引出 ,此时需要采用外接口转接板。
推荐阅读:
晶振的启动时间,通常是指其通电后进入稳定振荡状态所需的时间。若启动时间过长,可从以下五个常见的影响因素方面进行优化。
RTC(Real-Time Clock,实时时钟)芯片作为一种独立的专用计时器件,其核心功能包括提供稳定的日历时钟、在主电源断电后持续运行、支持定时中断以及输出高精度时间戳,为各类嵌入式系统提供可靠的时间基准。
时钟系统是保障微控制器(MCU)稳定运行的核心,而晶振作为关键时钟源,主要分为无源晶振与有源晶振两种类型。下面将围绕工作原理、硬件接口、电气特性及其在MCU中的适配场景等维度,系统解析这两类晶振与MCU之间的关联逻辑。
恒温晶振(Oven Controlled Crystal Oscillator,简称OCXO)是高精度频率源的核心组件,选用切型更优(如SC切、AT切高精度型)、封装应力极小的高Q值晶片,通过恒温槽的超精密控温,让晶振始终工作在零温度系数点,几乎消除温度引发的频率漂移。
晶振倍频干扰(即高次谐波辐射)是电磁兼容(EMC)设计中非常棘手的问题,通常表现为基频25MHz的5次、7次谐波(如125MHz、175MHz等)处辐射超标。该问题源于晶振输出方波信号包含丰富的高次谐波成分,若PCB布局不当,晶振及其走线极易构成高效辐射天线,导致电磁干扰增强。