基于ARM7的EPA通讯模块的研究与开发

论文摘要

现场总线技术自产生以来一直受到人们的关注,并在市场上的应用取得了一些进展。但由于没有制定统一的现场总线标准,现场总线技术的发展比较缓慢。以太网技术以其价格低廉、稳定可靠和通信速率高等特点正成为工业控制网络发展中新的亮点。EPA标准是我国第一个拥有自主知识产权的现场总线国家标准,也是中国工业自动化领域第一个被国际认可和接受的标准,EPA正式进入现场总线国际标准IEC 61158。电动执行器的网络化是一种趋势,用户可以通过网络对电动执行器进行远程控制,减轻高温、巨毒等有害现场环境对人体的伤害。本课题采用模块化设计思想为某电动执行器的变频控制器设计EPA通信模块。该模块核心为采用LPC2210 ARM7处理器和的RTL8019AS以太网卡芯片,存储器采用SST39VF160 Flash芯片,采用IDT7133双口RAM芯片实现与变频控制器高速并行数据通信。通讯模块内嵌μC/OS-Ⅱ实时操作系统和EPA软件协议栈,双口RAM通讯采用双FIFO队列。通讯模块采用socket与操作站连接,操作站软件采用Java编写,实现电动执行器的参数设置和显示。测试结果表明,采用该EPA模块的电动执行器通信具有较高的精度、实时性和通用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1-1 现场总线技术的研究现状与发展
• §1-2 EPA 工业以太网技术的发展
• §1-3 本课题的研究意义及论文主要内容
• 第二章 EPA 实时工业以太网
• §2-1 EPA 系统网络拓扑结构
• §2-2 EPA 技术的特点
• §2-3 EPA 的时钟同步协议
• §2-4 EPA 的网络通信模型
• §2-5 EPA 实时通信规范
• 第三章 通讯模块硬件设计与配置
• §3-1 嵌入式处理器
• 3-1-1 嵌入式处理器分类
• 3-1-2 LPC2210 ARM7 处理器
• 3-1-3 LPC2210 外部存储器控制器
• §3-2 通讯模块存储器组
• 3-2-1 通讯模块的存储器组
• 3-2-2 存储器组配置
• §3-3 以太网接口电路
• 第四章 嵌入式操作系统
• §4-1 μC/OS-II 的内核
• 4-1-1 临界区（Critical Sections）
• 4-1-2 μC/OS-II 的任务
• §4-2 μC/OS-II 在LPC2210 上的移植
• §4-3 EPA 协议栈配置
• 第五章 通讯模块软件设计与测试
• §5-1 FLASH 芯片程序
• §5-2 双口RAM 通讯程序设计
• §5-3 基于EPA 协议的数据帧接收发送程序
• §5-4 通讯模块测试
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果