1 引言
貝爾利科技有限公司是一家從事科研開(kāi)發(fā)和工程技術(shù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，主營(yíng)業(yè)務(wù)為機(jī)電產(chǎn)品制造、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、電氣自動(dòng)化、管理信息化等方面的系統(tǒng)集成、軟件開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)服務(wù)等， “貝爾利科技 ”憑借強(qiáng)大的技術(shù)隊(duì)伍以及科學(xué)的管理和一系列綜合系統(tǒng)集成項(xiàng)目的豐富經(jīng)驗(yàn)，逐漸成長(zhǎng)為實(shí)力雄厚的自動(dòng)化系統(tǒng)的集成商。貝爾利科技以其豐富的運(yùn)動(dòng)定位控制系統(tǒng)和部件產(chǎn)品線，為客戶提供了前所未有的解決方案甄選機(jī)會(huì)，以滿足其特定的應(yīng)用需求。其一款控制器已經(jīng)分別集成了德國(guó)赫優(yōu)訊 netIC系列 CC-LINK從站接口模塊、 PROFIBUS從站接口模塊及 Device-Net從站接口模塊，并將集成其他現(xiàn)場(chǎng)總線及 PROFINET、Ethernet/IP等實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議的模塊，因此能根據(jù)客戶使用的 PLC提供的通訊接口，提供相應(yīng)接口的產(chǎn)品。 2 德國(guó)赫優(yōu)訊 netIC模塊簡(jiǎn)介
德國(guó)赫優(yōu)訊 netIC嵌入式模塊作為完整的單片模塊，包括： NIC 50-RE（實(shí)時(shí)以太網(wǎng)從站接口模塊，支持各種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議，包括： PROFINET、EtherCAT、Ethernet/IP、Modbus/TCP、POWERLINK、SERCOS III等）、NIC 50-DPS（PPROFIBUS從站接口模塊）、NIC 50-DNS（DeviceNet從站接口模塊）、NIC 50-COS（CANopen從站接口模塊）、NIC 50-CCS（CCLINK從站接口模塊）、NIC 50-CPS（CompoNet從站接口模塊）等型號(hào)，所有型號(hào)都采用統(tǒng)一的32針DIL封裝，尺寸緊湊，片上集成了現(xiàn)場(chǎng)總線與實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊接口所需要的所有元件。同時(shí)還提供了 netX Configuration Tool配置軟件和配套的評(píng)估板，方便用戶進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。圖1為NIC50-CCS模塊的實(shí)物圖。
圖 1 NIC 50-CCS模塊
3 硬件開(kāi)發(fā)
netIC模塊提供了32針管腳，支持 UART接口通過(guò) Modbus RTU 協(xié)議集成入用戶的主機(jī)系統(tǒng)，未來(lái)還將擴(kuò)展SPI及I2C接口。因?yàn)槟K本身已經(jīng)提供了同步串行接口，如果作為簡(jiǎn)單的IO設(shè)備，可以不需要額外的主CPU。本例中使用了C8051F系列混合信號(hào)ISP FLASH微控制器作為主CPU，其基于高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容CIP-51內(nèi)核，并提供了2路UART接口及其他豐富外設(shè)，因此可以在軟件上實(shí)現(xiàn)Modbus RTU協(xié)議與netIC模塊通訊。
圖2為 NIC 50-CCS模塊的管腳圖，與其他型號(hào)模塊唯一的區(qū)別只是在協(xié)議通訊接口的管腳，因此對(duì)于用戶更換成其他模塊非常方便。其中，29、30、31管腳為串行主機(jī)接口，可以與主CPU的UART口直接連接，也可以通過(guò)RS485芯片進(jìn)行連接；13、14管腳為CC-LINK總線接口；27、28管腳為診斷接口，連接PC，進(jìn)行產(chǎn)品配置；3、4、5、6、7管腳為串行移位寄存器接口，用于連接外部開(kāi)關(guān)量或模擬量信號(hào)。
圖 2 NIC 50-CCS管腳圖
因此 netIC模塊的硬件開(kāi)發(fā)非常方便，開(kāi)發(fā)示意圖如圖3所示：
圖 3 硬件開(kāi)發(fā)示意圖
硬件開(kāi)發(fā)的電路原理圖如圖4所示：
同時(shí)，用戶還可以增加診斷接口，數(shù)字量模擬量輸入輸出接口，狀態(tài)顯示LED燈等外圍電路。
4 軟件開(kāi)發(fā)
4.1 netIC模塊配置
netIC模塊本身的使用不需要任何程序上的開(kāi)發(fā)，只需要使用提供的配置軟件和評(píng)估板配置Modbus及CC-LINK協(xié)議參數(shù)，再下載協(xié)議堆棧（Firmware）和配置文件。所有信息均保存在netIC模塊中的寄存器區(qū)域，該寄存器區(qū)域的結(jié)構(gòu)如圖5所示，例如，現(xiàn)場(chǎng)總線主站發(fā)送至netIC模塊的數(shù)據(jù)保存在從1000開(kāi)始的寄存器區(qū)域；netIC模塊發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)總線主站的數(shù)據(jù)保存在從2000開(kāi)始的寄存器區(qū)域。同時(shí)，主CPU也可以通過(guò)Modbus RTU直接訪問(wèn)所有寄存器區(qū)域，并通過(guò)Modbus修改Modbus本身的波特率及總線協(xié)議的所有參數(shù)，如波特率、站地址、輸入輸出字節(jié)等。
4.2 netIC模塊與主
CPU通訊 netIC模塊與C8051F MCU的通訊方式為Modbus RTU，因此需要在MCU的用戶程序中實(shí)現(xiàn)Modbus RTU的讀寫(xiě)功能。netIC模塊可以作為Modbus通訊的主站或從站，因此MCU的UART口作為從站或主站。在用戶程序中，通過(guò)Modbus命令碼3讀取netIC模塊接收到的總線數(shù)據(jù)，通過(guò)Modbus命令碼16寫(xiě)數(shù)據(jù)到netIC模塊，模塊會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)打包成協(xié)議數(shù)據(jù)幀發(fā)送至總線上。
寫(xiě)寄存器命令代碼如下：
void UART0_send(char *cdata,char n)
{
char i,*pt;
pt = cdata; //首地址放到指針中
EA = 1; //開(kāi)
cpu中斷
REN0 = 0;
ES0 = 0; //關(guān)閉串行口中斷
Rs485_Tx_Enable = 1; //485在發(fā)送狀態(tài)
TI0 =0; //清中發(fā)送斷標(biāo)志位
for(i=0;i<n;i++)
{
SBUF0 = *pt; //啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程
while(TI0==0); //等待發(fā)送結(jié)束
TI0 = 0; //發(fā)送結(jié)束后將中斷標(biāo)志清零
pt++; //指向下一個(gè)要發(fā)送的地址
}
TI0 = 0;
Rs485_Tx_Enable = 0; //置
485在接受狀態(tài)
ES0 = 1; //打開(kāi)串行口中斷
data_transfer = 0;
REN0 = 1;
}
讀寄存器命令代碼如下：
void UART0_receive(void)
{
unsigned char temp_receive;
temp_receive = SBUF0;
if(start==1 && end==0)
{
TestDataBuffer[byte_num]=temp_receive;
byte_num++;
}
else if(1==overtime && 0==byte_num && start==0 && end==1)
{
LocalAddress=temp_receive;
TestDataBuffer[byte_num]=LocalAddress;
if(LocalAddress==0x02)
{
byte_num=1;
start=1;
end=0;
}
}
}
5 小結(jié)
基于NIC 50-CCS模塊設(shè)計(jì)的貝爾利控制器產(chǎn)品，目前已在現(xiàn)場(chǎng)成功投入運(yùn)行，并且通訊質(zhì)量穩(wěn)定可靠，效果良好。德國(guó)赫優(yōu)訊的netIC產(chǎn)品系列軟硬件開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，并且具有統(tǒng)一的32針DIL封裝形式，為用戶提供了一種很好的開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)總線或?qū)崟r(shí)以太網(wǎng)從站設(shè)備的解決方案。