原標(biāo)題：基于總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)DeviceNet適配器的應(yīng)用設(shè)計(jì)

基于總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)DeviceNet適配器的應(yīng)用設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜但重要的過(guò)程，它涉及到硬件和軟件的多個(gè)方面。以下是一個(gè)詳細(xì)的設(shè)計(jì)概述，包括關(guān)鍵組件、功能實(shí)現(xiàn)以及協(xié)議規(guī)范的應(yīng)用。

一、DeviceNet概述

DeviceNet是一個(gè)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)范和協(xié)議都是開(kāi)放的。供應(yīng)商將設(shè)備連接到系統(tǒng)時(shí)，無(wú)需為硬件、軟件或授權(quán)付費(fèi)。任何人都能以名義上的復(fù)制成本（目前為250美元+郵費(fèi)）從開(kāi)放式DeviceNet供應(yīng)商協(xié)會(huì)（ODVA）獲得DeviceNet規(guī)范。DeviceNet是基于CAN總線的一種總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，因此實(shí)現(xiàn)DeviceNet適配器首先需要實(shí)現(xiàn)CAN總線的基本功能。

二、硬件設(shè)計(jì)

DeviceNet適配器的硬件設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)關(guān)鍵組件：

1. 電源：為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

2. 單片機(jī)系統(tǒng)：

• 選用高性能的單片機(jī)，如Winbond公司的W78E58。這款單片機(jī)功能、引腳與80C52完全兼容，提供256B的內(nèi)部RAM以及32KB的Flash EEPROM，滿足DeviceNet協(xié)議程序的容量要求。

• 單片機(jī)主頻高達(dá)40MHz，處理速度完全滿足DeviceNet節(jié)點(diǎn)通信的實(shí)時(shí)性要求。

3. CAN控制器SJA1000：

• 負(fù)責(zé)DeviceNet總線報(bào)文的收發(fā)以及媒體訪問(wèn)控制等功能。

• 由于DeviceNet總線協(xié)議采用11位的標(biāo)識(shí)符，因此SJA1000應(yīng)工作在BasicCAN模式。

4. CAN收發(fā)器82C251：

• 主要作用是收發(fā)CAN總線上的信號(hào)。一方面將總線信號(hào)轉(zhuǎn)換為CAN控制器所需的信號(hào)，另一方面將CAN控制器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為CAN總線信號(hào)。

5. 雙口RAM IDT7005：

• 提供與其他應(yīng)用電路的通信接口。具有2套完全獨(dú)立的數(shù)據(jù)線、地址線、讀寫(xiě)控制線，允許2個(gè)CPU對(duì)雙口RAM的同一個(gè)單元在不同的時(shí)間進(jìn)行讀寫(xiě)。

• 其最高2個(gè)字節(jié)（1FFEH和1FFFH）分別兼做2個(gè)端口的中斷邏輯單元。

1. 撥碼開(kāi)關(guān)及狀態(tài)LED顯示：

• 用于設(shè)置波特率（如125kbps、250kbps、500kbps）和MAC ID（0~63）。

• 提供狀態(tài)指示，如通信狀態(tài)、錯(cuò)誤狀態(tài)等。

2. 看門(mén)狗及掉電保護(hù)電路：

• 保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，防止因單片機(jī)死機(jī)或掉電導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。

3. AnyBus接口：

• 作為一種通用的現(xiàn)場(chǎng)總線通信節(jié)點(diǎn)，提供與其他應(yīng)用電路之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)接口的引腳進(jìn)行了嚴(yán)格的定義。

三、軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)主要圍繞DeviceNet協(xié)議的實(shí)現(xiàn)展開(kāi)，包括以下幾個(gè)方面：

1. 協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)：

• 根據(jù)DeviceNet規(guī)范實(shí)現(xiàn)協(xié)議棧，包括連接管理、報(bào)文傳輸、錯(cuò)誤處理等功能。

2. 報(bào)文處理：

• 支持DeviceNet定義的兩種報(bào)文類型：I/O報(bào)文和顯式報(bào)文。

• I/O報(bào)文適用于實(shí)時(shí)性要求較高和面向控制的數(shù)據(jù)傳輸；顯式報(bào)文適用于設(shè)備間的多用途點(diǎn)對(duì)點(diǎn)報(bào)文傳遞。

3. 連接管理：

• 實(shí)現(xiàn)連接的建立、維護(hù)和釋放。為每個(gè)連接分配唯一的連接標(biāo)識(shí)符（CID），并管理連接的優(yōu)先級(jí)和狀態(tài)。

4. 對(duì)象模型和設(shè)備描述：

• 根據(jù)DeviceNet規(guī)范定義的對(duì)象模型和設(shè)備描述，實(shí)現(xiàn)設(shè)備屬性的管理、服務(wù)的調(diào)用和行為的控制。

5. 實(shí)時(shí)性和可靠性保證：

• 通過(guò)優(yōu)化軟件算法和硬件資源的使用，保證通信的實(shí)時(shí)性和可靠性。

四、應(yīng)用設(shè)計(jì)

DeviceNet適配器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，如智能泵/閥控制器、傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備的通信接口。通過(guò)實(shí)現(xiàn)DeviceNet協(xié)議，這些設(shè)備可以方便地接入DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的互連互通和數(shù)據(jù)交換。

總之，基于總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)DeviceNet適配器的應(yīng)用設(shè)計(jì)是一個(gè)涉及硬件、軟件和協(xié)議棧等多個(gè)方面的復(fù)雜過(guò)程。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，可以開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定、可靠、高效的DeviceNet適配器產(chǎn)品，滿足工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的各種需求。