基于ARM的DeviceNet从站开发

论文摘要

DeviceNet现场总线标准作为工业现场总线的国际标准,其开放性和先进性得到了广泛关注和充分肯定。开发符合DeviceNet现场标准的自动化产品意义重大,也是必要的。文中从现场通用的老式串口（RS232和RS485）与新兴DeviceNet网络的兼容问题以及模拟量,数字量和多种总线等多功能的一体化问题为出发点,以Atmel的32位ARM7高速处理器为开发平台,充分发挥其处理高速和功能多样的优势,同时结合DeviceNet现场总线高效和诊断的优点,开发了一个带8路数字量输入,8数字量输出,4路模拟量输入以及RS232为底层自定义协议串口,RS485为底层的在线可配置Modbus协议的DevciceNet一体化通讯网关。最后文中还利用双口RAM的协同处理能力,构成双CPU处理能力的结构,将avr162的8位处理器处理PROFIBUS总线数据,而将32位的ARM7处理器处理DeviceNet总线数据。文中特别从系统硬件开发和软件开发两方面加以阐述,并结合OMRON PLC主站测试系统,最终成功给于测试。为了便于读者理解和文章的完整性,本文首先对DeviceNet现场总线标准做了简单介绍;后根据DeviceNet标准对所需求的产品的进行总体设计,以及相应的DeviceNet网关的硬件和软件的设计和开发。最后,搭建了DeviceNet-Modbus测试系统和DeviceNet-PROFIBUS DP两套测试系统对所开发产品进行的了功能测试。本课题按照预期设计思想完成了DeviceNet多功能网关的软硬件的开发,并将系统程序下载到处理器中,在测试平台下能够长时间的正常运行,达到了期望效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 DeviceNet的提出和发展
• 1.2 课题来源
• 1.3 课题主要任务
• 1.4 课题实现的意义
• 1.5 小结
• 第二章 DeviceNet标准概述
• 2.1 DeviceNet标准概述
• 2.2 DeviceNet的对象模型
• 2.2.1 标识对象
• 2.2.2 信息路由对象
• 2.2.3 DeviceNet对象
• 2.2.4 连接对象
• 2.2.5 组合对象
• 2.2.6 处理器对象
• 2.2.7 模拟量对象和数字量对象
• 2.2.8 自定义对象
• 2.3 DeviceNet报文和连接
• 2.3.1 CAN标识符的使用
• 2.3.2 DeviceNet连接的建立
• 2.3 小结
• 第三章 DeviceNet系统硬件开发
• 3.1 系统设计
• 3.2 设备模型设计
• 3.3 硬件平台的选择
• 3.4 ARM处理器应用选型
• 3.5 硬件设计开发
• 3.5.1 单片机系统电路
• 3.5.2 通讯接口电路设计
• 3.5.3 电源和复位电路的设计
• 3.5.4 其他电路
• 3.6 小结
• 第四章 DeviceNet系统软件开发
• 4.1 软件开发平台
• 4.2 DeviceNet软件设计
• 4.2.1 关键变量的定义
• 4.2.2 初始化程序
• 4.2.3 从站MAC ID重复检测信息的检测
• 4.2.4 连接的建立
• 4.2.5 RS232串口程序的实现
• 4.2.6 Modbus程序实现
• 4.2.7 数字量模拟量功能实现
• 4.2.8 PROFIBUS-DP接口的实现
• 4.2.9 分段协议的编写
• 4.2.10 主程序的编写
• 4.3 EDS文档编写
• 4.4 小结
• 第五章 系统的调试
• 5.1 测试平台的选择及搭建
• 5.1.1 测试平台的选择
• 5.1.2 测试平台的搭建
• 5.2 测试结果及分析
• 5.3 小结
• 第六章 结论与开发前景展望
• 6.1 结论
• 6.2 存在问题
• 6.3 DeviceNet前景展望
• 6.4 DeviceNet进一步开发
• 6.4.1 DeviceNet通信控制器的开发
• 6.4.2 BeviceNet到EherNet/IP路由的开发
• 6.5 小结
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书