一种PROFIBUS DP通信模块制造技术

本发明专利技术涉及一种PROFIBUS DP通信模块，实现用户数据到PROFIBUS DP总线的通信,包括顺序连接的微控制器、PROIBUS DP协议芯片、串口通信芯片，以及微控制器和PROIBUS DP协议芯片之间连接的反相器、锁存器；所述反相器与锁存器连接。本发明专利技术具有结构简单、集成度高、体积小、通信可靠等特点，减少工业现场PROIBUS DP从站设计复杂度、降低用户使用PROIBUS DP技术门槛和开发成本，有利于产品集成和产品快速开发。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子领域，具体说是一种支持PROFIBUS DP总线协议的通信模块。
技术介绍
ROFIBUS DP是作为德国国家标准DIN19245和欧洲标准PREN50170的现场总线，用于分散外设间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用。PROFIBUS DP是目前国际上通用的现场总线标准之一，以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，已成为最重要的和应用最广泛的现场总线标准之一。目前，国内基于PROFIBUS DP通信类的产品也逐渐得到应用，该类产品有两种方案:一种是采用微控制器和PROFIBUS DP协议芯片的方案，这种方案控制器速度低，需要大量1 口在软件的协助下模拟通信时序对协议芯片进行操作；另外一种使用一片微控制器，利用软件和外围电路对PROFIBUS DP协议进行解析，该方案成本低，但是复杂度高，软件解析协议需要大量时间，工作效率低且可靠性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种PROFIBUS DP通信模块，在实现用户数据到PROFIBUSDP总线的通信基础上，解决同类产品结构复杂、集成度低，可靠性差等弊端。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案是:一种PROFIBUS DP通信模块，包括顺序连接的微控制器、PR0IBUS DP协议芯片、串口通信芯片，以及微控制器和PR0IBUS DP协议芯片之间连接的反相器、锁存器；所述反相器与锁存器连接；所述微控制器用于与PROFIBUS DP协议芯片和用户UART通信，以及数据的交换和参数的设置；所述反相器用于将微控制器的地址锁存信号进行逻辑非操作，并发送至PR0IBUSDP协议芯片；所述锁存器用于根据反相器输出的地址锁存信号将微控制器的地址锁存，控制对PR0IBUS DP协议芯片的数据输入；所述PROFIBUS DP协议芯片，内部集成PR0IBUS DP协议，用于完成信息处理、地址识别、数据安全排序和协议处理，并实现与串口通信芯片的数据传输。所述微控制器为内置FSMC静态存储器控制器的单片机。所述锁存器为具有三态输出的八路透明D类锁存器芯片。所述串口通信芯片为带有数字隔离且兼容PROFIBUS DP总线标准的RS485总线收发器芯片。所述微控制器的FSMC静态存储器控制器读、写引脚分别与PROFIBUS DP协议芯片的读、写引脚连接；所述微控制器的FSMC静态存储器控制器地址锁存引脚与反相器的输入端连接，反相器的输出端与PROFIBUS DP协议芯片的地址锁存引脚、锁存器的控制端连接；微控制器的FSMC静态存储器控制器16位地址线中的高8位地址线引脚分别与锁存器的8个输入端连接，锁存器的8个输出端分别与PROFIBUS DP协议芯片的高8位地址线输入端连接；所述微控制器的低8位地址数据复用引脚与PROFIBUS DP协议芯片的低8位地址数据复用引脚输入端连接。所述微控制器的UART端口 UART_TXD和UART_RXD引脚分别于用户的微控制器UART 端口 UART_RXD 和 UART_TXD 引脚连接。所述PROFIBUS DP协议芯片的串行接收端口、请求发送端口、串行发送端口分别与RS485串口通信芯片的串行发送端口、请求接收端口、串行接收端口连接；串口通信芯片的通信端口用于连接PROFIBUS DP总线的通信端口与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果及优点:1.本专利技术使用32位高性能微控制器和专用的PROFIBUS DP协议芯片，实现用户数据到PROFIBUS DP总线的通信，处理速度更快。2.本专利技术使用微控制器内置FSMC静态存储控制器，对协议处理器操作时序完全由FSMC静态存储器控制器完成，仅需少量微控制器10端口，具有通信效率高等特点。3.本专利技术采用高性能的反相器和具有三态输出的八路透明D类锁存器芯片完成部分控制信号的硬件逻辑处理，避免使用软件模拟时序的弊端，具备时延小，可靠性高等特点。4.本专利技术一种PROFIBUS DP通信模块，具有结构简单、集成度高、体积小、通信可靠等特点，可以减少工业现场PR0IBUS DP从站设计复杂度、降低用户使用proibus DP技术门槛和开发成本，有利于产品集成和产品快速开发。【附图说明】图1为本专利技术的结构原理图；图2为本专利技术的微控制器与VPC3+C通信时的信号逻辑时序图。【具体实施方式】下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。一种PROFIBUS DP通信模块，包括微控制器STM32F103VCT6、PROFIBUS DP协议芯片VPC3+C、串口通信芯片IL3685、反相器SN74AHC1G04和锁存器SN74AH573。微控制器通过其内置的FSMC静态存储器控制器与协议芯片VPC3+C采用同步、数据和地址线复用模式的并行连接方式；协议芯片VPC3+C与带数字隔离且兼容PROFIBUS DP总线标准的RS485总线收发器IL3685芯片连接。FSMC静态存储器控制器是STM32系列采用一种新型的存储器扩展技术。在外部存储器扩展方面具有独特的优势，可根据系统的应用需要，方便地进行不同类型大容量静态存储器的扩展。微控制器通过具有三态输出的八路透明D类锁存器芯片SN74AHC573，对FSMC静态存储器控制器的16位地址线的高8位地址进行锁存操作，保证高8位地址在整个微控制器对VPC3+C读或者写操作期间都保持有效，16位地址线中的低8位地址则由VPC3+C芯片内部锁存电路完成。其中FSMC静态存储器控制器的16位地址中的低8位为数据总线和地址总线复用。微控制器内置FSMC静态存储器控制器的地址锁存信号是上升沿有效，而VPC3+C芯片地址锁存信号是下降沿有效。因此，需要反相器芯片SN74AHC1G04对地址锁存信号进行逻辑非操作。带数字隔离且兼容PROFIBUS DP总线标准的RS485总线收发器芯片型号为IL3685，IL3685是经过PROFIUBS DP兼容认证的隔离型RS485接口芯片。隔离转换电源的芯片型号为B0505T，芯片5V电压输入端与模块5V供电电压连接，共同由外部电源供电，芯片5V隔离电压输出端与IL3685PR0FIBUS DP接口一侧电源输入端连接；用于完成模块内部和PROFIUBS DP总线端5V电源的双向隔离。微控制器通过UART串行通信接口电路UART端口 UART_TXD和UART_RXD弓丨脚分别于用户的微控制器UART端口 UART_RXD和UART_TXD弓丨脚连接进行串行通信。通信内容包括PR当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PROFIBUS DP通信模块，其特征在于：包括顺序连接的微控制器、PROIBUS DP协议芯片、串口通信芯片，以及微控制器和PROIBUS DP协议芯片之间连接的反相器、锁存器；所述反相器与锁存器连接；所述微控制器用于与PROFIBUS DP协议芯片和用户UART通信，以及数据的交换；所述反相器用于将微控制器的地址锁存信号进行逻辑非操作，并发送至PROIBUS DP协议芯片；所述锁存器用于根据反相器输出的地址锁存信号将微控制器的地址锁存，控制对PROIBUS DP协议芯片的数据输入；所述PROFIBUS DP协议芯片，内部集成PROIBUS DP协议，用于完成信息处理、地址识别、数据安全排序和协议处理，并实现与串口通信芯片的数据传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：焦平，杨志家，周侗，吕岩，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21