FBPRO-8DI八路智能节点系统设计

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：图6-9 主程序流程图图6-10 中断程序流程图；更新输出数据指针，结果放到USER_OUT_PTR中有3个输入缓冲器用于数据输入，当向上位机发送数据时，首先应计算输入数据缓冲器的起始地址，计算方法如下：FBPRO-8DI八通道隔离型数字量输入智能节点程序清单如下，其中数据格式为8个字节输出，4个字节输入，第一个字节为地址，第二个字节为功能码，第三个字节为字节长度，第四个字节为开关状态。

1.硬件结构

FBPRO-8DI八路数字量输入智能节点的硬件框图如图6-6所示。

在图6-6中，微控制器选用Philips公司的P89C51RD2，采用74HC245读取从站地址和数字量的输入状态，通信控制器采用Siemens公司的SPC3，X5045为Xicor公司的串行E²PROM和WDT一体化电路，DC-DC电路选用功率为2W的电源模块，VD1为状态指示灯，RS-485驱动器采用TI公司的65ALS1176。

在该智能节点的设计中，读取数字量输入的口地址为0DFFFH，SPC3的起始地址为1000H，设定智能节点从站地址号的口地址为7FFFH。

2.数字量输入电路

数字量输入电路如图6-7所示。

图6-6 FBPRO-8DI智能节点的硬件框图

图6-7 数字量输入电路

当跳线器JP1的1—2短路，跳线器JP2的1—2断开、2—3短路时，输入端DI+和DI-可以接一干接点信号。

当跳线器JP1的1—2断开，跳线器JP2的1—2短路、2—3断开时，输入端DI+和DI-可以接一有源接点。

在图6-7中，数字量输入端所用的电源为+24V，也可以是+15V或+5V电源，只需改变电阻R1的阻值即可。

3.软件设计

从站程序包括3个部分：SPC3的初始化程序、SPC3的中断处理程序和具体的I/O应用程序。程序采用结构化编程思想，以便于以后的功能拓展。

在Power_On状态，从站能从2类主站接收Set_Slave_Add报文来改变它的地址，然后从站进入Wait_Prm状态，等待参数化，此状态从站可以接收Get_Cfg和Slave_Diag报文。参数化完成后，从站进入Wait_Cfg状态，等待Chk_Cfg报文。另外，此状态从站可接收Slave_Diag、Set_Prm和Get_Cfg报文。如果Chk_Cfg报文接收完成后，从站将进入Data_Exch状态进行数据通信。此时，从站可接收Writing_Outputs、Reading_Inputs、Global_Control、Slave_Diag、Chk_Diag和Get_Cfg报文。若组态和数据交换不成功，就会返回到参数化阶段。Wait_Prm在对从站进行组态时，必须要编写它的GSD文件。只有有了GSD文件，在COM PRO-FIBUS组态软件下才能对从站组态，否则主站无法识别从站。

从站初始化阶段的顺序如图6-8所示。

图6-8 从站初始化阶段的顺序

从站主程序流程图如图6-9所示。

SPC3初始化包括设置SPC3允许的中断，写入从站识别号和地址，设置SPC3方式寄存器，设置诊断缓冲区、参数缓冲区，配置诊断缓冲区、参数缓冲区、地址缓冲区，初始化长度，并根据以上初始值求出各个输入、输出缓冲区的指针及辅助缓冲区的起始地址和范围。中断程序流程图如图6-10所示。

数据输入和输出处理（输入、输出相对于主站而言）及用户诊断数据输入放在应用程序循环中。在一个应用循环中，由应用来刷新输入BUF中的数据，以保证所有输入数据是最新的数据。而SPC3在接收到由PROFIBUS主站传送的不同输出数据时，会产生输出标志位（同样位于中断请求字单元），CPU通过在应用循环中轮循标志位来接收主站数据。对于特定应用的诊断信息，需要实时传递到主站。主应用程序在应用循环中判断是否有可用的诊断BUF存在，当有空闲BUF时应用程序输入诊断信息，并请求更新。对于实时性要求严格的系统，应采用中断方式进行输出数据和诊断数据处理。

当上位机向从站发送数据后，在输出缓冲器中可以得到的输出数据。在SPC3中有3个输出缓冲器，通过下面的程序段可以确定输出数据缓冲器的起始地址。