现场总线PROFIBUS在电动执行机构中的应用

    1 系统总体设计
    本文以凌阳单片机SPMC75F2413A为核心，将CP5611 PROFIBUS网卡作为主站，西门子专用协议芯片SPC3作为从站，其中采用AVR ATMEGA 162作为微处理器，进行软硬件设计，OEM2调试实验系统是一个最小化的PROFIBUS现场总线系统，系统总体设计如图1所示。

图1 系统总体设计图

    2 从站的相关设计
    2.1 从站硬件设计
    采用AVR ATMEGA162作为微处理器。与SPC3之间是通过16位地址线和8位数据线进行数据交换，外扩了程序存储器（EPROM）和数据存储器（RAM），数据线和地址线复用，通过地址锁存器完成。RS485总线驱动一侧与主站连接，另一侧通过光耦与SPC3连接。
    2.2 从站软件设计
    对SPC3的软件设计主要包括两个部分：主应用程序和中断处理程序。主程序首先对SPC3进行正确的初始化，启动SPC3，数据输入和输出放在主循环中。
    中断处理程序用于处理SPC3发生的各种中断事件，包括新参数、全局控制命令，进入或退出数据交换状态，新配置报文等。
    2.3 OEM2调试评估板的设计
    OEM2的调试评估板是为串口型嵌入卡PB－OEM2－SE提供的调试工具，其电路原理如图2所示。

图2 OEM2评估板电路图

    3 系统连通试验
    3.1 下载程序，完成初始化
    SPMC75F2413A内置一个UART模块，可以接收数据，将外部设备串行数据转换为并行数据；发送数据，将并行数据转换为串行数据。UART的波特率如下式所示：
    BaudRate＝FCK／［16×（65536－UARTBaudRate）］
    将程序下载到凌阳单片机中，对PB－OEM2－SE接口板进行初始化。
    3.2 连通主站和从站
    用Step7完成系统配置，如图3所示；然后依次设置PG／PC组态西门子通讯接口、SIMATIC NET工业以太网、虚拟PC Station；最后建立WinCC项目，一切准备完成，给从站上电，结合软件部分完成连通实验。

图3 用Step7完成系统配置

    4 结束语
    硬件方面，将PB－OEM2－SE评估板和接口板、用户模板连接起来；软件方面，利用组态软件Step7、SIMATICNET、WinCC作为上位工控机进行了相对应的硬件配置、参数设置、过程监控等，最终建立完一个主站和一个从站的最小调试系统，连通用户模板和接口板（从站），PROFIBUS电缆连接主站（CP5611）和从站，实现双向通讯，使得在电动执行机构上的应用性能大大改善，并且能在很大程度上节约成本。对于电动执行机构的各方面改进研究具有重要意义。