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科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 信 息 技 术本文设计了一种基于PROFIB US-DP/RS232协议转换从站模块。电路采用了西门子开发包开放的设计框架，协议芯片使用了VIPA公司生产的VPC3+C替代SPC3，控制芯片使用C 8051F 340。本从站可实现P R O F IBUS-DP/RS232间的数据传送工作[1]。1  从站硬件设计从站产品开发一般是采用单纯单片机+程序和单片机+协议芯片两种方式进行开发[2]。由于单片机+程序开发工作周期长，需要调试环境较高，故本设计使用单片机+协议芯片进行设计。
硬件结构设计如图1所示。主电路部分使用单片机与V P C 3+C 进行连接。接口电路当中,MC U使用内部振荡器提供12MH z 的时钟信号,V PC 3接48MH有源晶振，协议芯片与M CU 之间通过8条数据线和11条地址线组成的数据通路相连。协议芯片中集成了一个看门狗定时器(Watchdog)，为了保护外设不受危害，当单片机发生故障则立刻禁止PROFIBUS-DP进行输入输出通信。P0.6与P0.7设置为单片机外接晶振输入输出引脚,P0.4和P0.5设置为TXD和RXD，与
外接芯片MA X232进行双向输入输出电平
转换，以实现TT L电平转换为RS232电平,
来实现与串口通信。
单片机连接串口不可避免的需要使用
电平转换芯片。本设计中使用的MAX IM公
司生产的MAX232芯片是专为解决RS-232
标准串口电平转换问题的芯片，供电电源
为+5V。本电路中为了方便单片机程序下
载设计了专用的USB转RS232电路。PL2303
使用的是外接12MHz晶振，串行时钟与串
行数据电源取3.3V电源。
2  软件设计
硬件的选择在P R O F I B U S -D P 从站系
统的开发当中起到了非常重要的作用。硬
件如果选择不好，不仅会影响整体数据传
输速度还有可能影响转换接口的稳定。硬
件电路的设计与选择是为了提供更好的硬
件通道为软件完成协议转换工作做准备。
作为智能从站，还需要有软件部分的开发。
typec转dp
从站转换模块相应程序的好坏也直接影响
了通信建立的质量。
①作者简介：姜翼展(1988—)，男，河北省邯郸人。
基于V P C 3的P R O F I B U S -D P 协议转换从站设计①
姜翼展  舒旭光
(辽宁科技大学 电子与信息工程学院  辽宁鞍山  114051)
摘 要：在许多工业现场中,PROFIBUS-DP被广泛应用于工业现场级控制，通过PROFIBUS-DP可实现上位机控制。而许多传统控制现场多采用RS232通信。本文设计了一种PROFIBUS-DP转RS232的从站模块，可以使带RS232接口的控制现场接入DP网络当中，可通过西门子设备实现上位机控制。
关键词:PROFIBUS-DP  协议转换  VPC3
中图分类号:TN 91文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(a)-0022-01
从站开发必须是要对PROFIBUS-DP智能化从站状态机制的了解[3]。每个DP的从站都包含四种状态:No Power、WAIT_PRM、W A I T _C F G 、D A T A _E X C H [4]。软件程序处理顺序遵从状态机制顺序。软件部分通过开放的开发包4相应修改可得。3  调试为了验证本设计的当中的工作性能和功能情况，需要设定相应的实验环境进行调试。由于本文开发的为一个协议转换接口模块，因此必须有两种协议数据的双向传送。本调试过程使用的主站为PLC314-2DP。下位机以转换模块作为从站，通过串口连接电脑组成简单的P RO F I BU S -DP 主从站网络进行功能调试。其中,PL C 设定相应传输程序通过D P 线传输至电脑串口当中，电脑使用串口助手进行接收和发送。通过以上波形图(图2)可以看出，转换模块可以完成相关转换工作。但也存在了一些问题。调试过程中，使用的DP头为自制的九针口。在正式的PROFIBUS-DP传输定义当中，需要使用的是西门子公司的DP头。正式的DP头通过加入终端电阻可以
使传输更加稳定，减少传输错误，减少毛刺。由上图(图3)可以看出，在DP线传输波形当中，毛刺比较明显。5  结语本文中设计的协议转换模块可以完成数据的双向传输。其中采用了支持3.3V电平的VPC3+C和C8051F340单片机。这种设计不仅比传统的只支持5V的SPC3的从站功耗更低，而且低电平也减少了高频E M C 影响，增加了从站数据传输可靠度。本模块可以使用在需要进行P L C 控制的具有RS232接口的控制环境中。参考文献[1]黄新民.R S232与PR OF IB US 现场总线接口单元的开发[J].工业仪表与自动化装置,1998(1):17-19.[2]周涛，王
维庆，张锐敏.PR
OF IB
US -D P 智能转换接口的设计[J].仪器仪表用户,2009(4):77-79.[3]李勇.低压配电开关柜智能监控单元设
计[D].成都：成都理工大学,2010.[4]孙鹤旭，梁涛，云利军.PROFIBUS现场总线控制系统的设计与开发[M].北京：国防工业出版社,2007,4.图1  硬件设计结构图
图2  转换模块发送至电脑串口波形图3  PROFIBUS-DP 线传输波形
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