基于ARM的DeviceNet从站设计与实现

简介：
本项目聚焦于在ARM架构下开发和实施DeviceNet通信协议的从站设备。通过优化底层硬件接口及软件栈，确保了高效的数据传输和兼容性，为工业自动化场景提供了可靠的连接解决方案。 本段落首先介绍了DeviceNet现场总线标准，并根据该标准对所需产品进行了总体设计以及相应的DeviceNet网关的硬件和软件的设计与开发。最后通过构建了两个测试系统——DeviceNet-Modbus测试系统及DeviceNet-PROFIBUS DP测试系统，验证了所研发产品的功能。 本课题按照预期完成了基于ARM7处理器的多功能DeviceNet从站软硬件设计，并将程序下载到处理单元中，在长时间内正常运行，实现了预设目标。以下为详细内容： ### 基于ARM的DeviceNet从站开发 #### DeviceNet现场总线标准简介 作为一种被广泛采用的工业现场总线国际标准，DeviceNet凭借其开放性和先进性在自动化领域得到高度认可和应用。该标准定义了用于连接传感器、执行器及控制器等设备之间的高效数据交换协议。 #### 研究背景与目的 随着工业自动化的进步，传统串行接口（如RS232和RS485）与新型现场总线系统间的兼容性问题日益突出，并且需要处理多种类型的数据交互。因此本研究旨在开发一款基于ARM7处理器的多功能DeviceNet从站以解决这些问题。 #### 系统设计与实现 项目采用Atmel公司的32位ARM7高速处理器作为核心，具备高性能和多功能特性。系统设计包括以下关键部分： 1. **硬件设计**： - 设计了一款集成8路数字量输入、8路输出及4路模拟量输入的DeviceNet从站。 - 集成了支持自定义协议的RS232接口，并配备了一个基于RS485的Modbus协议接口，可在线配置。 2. **软件设计**： - 实现了DeviceNet通信协议栈（周期性数据传输和非周期性服务请求）。 - 开发了用于解析Modbus协议并支持通过RS485进行数据交换的软件。 - 设计了一套与OMRON PLC主站交互的数据通讯程序，确保从站与主站间正确地传递信息。 3. **双核处理器架构**： - 使用AVRl62（8位）和ARM7（32位）构成双CPU系统。其中AVR162处理PROFIBUS总线数据，而ARM7负责DeviceNet总线的数据管理。 #### 测试与验证 为了确保系统的功能完整性，我们构建了两个测试平台： - **DeviceNet-Modbus**：用于检验DeviceNet和Modbus协议之间的兼容性。 - **DeviceNet-PROFIBUS DP**：评估从站在与其他网络通信时的表现。 通过全面的系统测试，证明该多功能网关的设计符合预期目标，并能在长时间内稳定运行。