AnyBus-S LonWorks模块研究

AnyBus-S LonWorks模块研究

论文摘要

AnyBus技术由HMS公司于1993年提出。AnyBus不是一种现场总线,可以说是一系列支持所有工业现场网络的产品总称。AnyBus技术和相关产品可分成嵌入式AnyBus技术、AnyBus网络产品和AnyBus-PCI接口产品三类,主要是为了方便把一些非LON网的外围产品连接到LonWorks现场总线,或者连接起两种不同的现场网络。AnyBus技术之所以被提出,并迅速为工业控制领域所接受,主要是当前的现场总线缺乏一定的可兼容性,例如,所熟悉的LonWorks(Local Operating Networks,局部操作网络)总线,它是由美国Echelon公司推出的一种具有开放性、高速性的现场总线技术,推动了可互操作的装置和系统的发展,但由于该技术不规定装置的应用程序如何构成,非LonWorks技术的设备不能直接上总线,这就给LonWorks总线的兼容性应用带来了技术问题。AnyBus技术的提出,则解决了此类问题,可以方便地实现非LonWorks技术的产品与LON总线的互联。AnyBus-S LonWorks模块硬件电路由LonWork总线接口模块、主控芯片与Neuron3150芯片主从通信接口模块、应用接口模块三个部分组成,模块的核心在于主控芯片与Neuron3150芯片的并口通信。主控芯片在整个控制模块中起着上通下达的功能,它主要是作为协议转换,完成外部设备标准信号与LonTalk协议之间的转换,向上与上位PC机或其它控制设备进行串口或并口通讯,向下与Neuron3150芯片进行并口通讯。Neuron芯片则相当于辅CPU,作为通信协处理器,主要起LON网接口功能。Neuron芯片将从主控芯片接收到的来自上位PC机或其它外部控制设备的报文解析成LonTalk协议报文,通过LonWorks网络收发器传向LON网,或将从LON网上接收到的LonTalk协议报文转发给主控芯片,再由主控芯片传向上PC机或其它外部控制设备。整个部分是嵌入式AnyBus技术应用在LonWorks总线的核心所在。AnyBus-S LonWorks模块软件设计由主从通信功能设计、串口通信功能设计和Neuron3150芯片程序设计三部分组成。其中,主控芯片与Neuron3150芯片之间的数据通信协议是模块软件设计的关键。主控芯片与Neuron3150芯片的主从通信完成LonTalk协议的6-7层的功能,主控芯片模拟并行双向I/O的通信协议,按照预先约定的通信协议把数据发送给Neuron3150芯片,Neuron3150芯片再通过LON网收发器传送到LonWorks总线上。所设计的AnyBus-S LonWorks模块有内置的FT3150芯片,内部固化了LonTalk协议,可支持二次开发。有了该模块对现场通信的支持,使得局部操作网LON将在更多的领域得到更为广泛的应用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 AnyBus技术
  • 1.2 LonWorks 现场总线技术
  • 1.3 本课题的研究目标、内容及创新
  • 1.4 论文章节安排
  • 第2章 AnyBus-S LonWorks 设计方案与开发工具
  • 2.1 AnyBus-S LonWorks 模块硬件设计方案
  • 2.2 AnyBus-S LonWorks 模块软件设计方案
  • 2.3 AnyBus-S LonWorks 模块软硬件开发工具
  • 第3章 AnyBus-S LonWorks 硬件设计
  • 3.1 AnyBus-S LonWorks 模块结构
  • 3.2 主从通信接口电路设计
  • 3.2.1 Neuron 芯片通信接口方案
  • 3.2.2 CONTROL MODULE 单元设计
  • 3.2.3 主从通信的工作方式
  • 3.2.4 C8051F015 与 MC143150 芯片的主从通信
  • 3.3 LonWorks 总线接口电路设计
  • 3.3.1 LON 网收发器
  • 3.3.2 收发器硬件电路设计
  • 3.4 AnyBus-S LonWorks 应用接口电路设计
  • 3.4.1 双口 RAM 并口应用设计
  • 3.4.2 串口通信设计
  • 3.5 AnyBus-S LonWorks 电源设计
  • 第4章 AnyBus-S LonWorks 软件设计
  • 4.1 C8051F015 单片机主从通信程序设计
  • 4.1.1 单片机与 MC143150 芯片同步设计
  • 4.1.2 单片机虚拟令牌设计
  • 4.1.3 主从通信并口读写设计
  • 4.2 C8051F015 单片机串口通信程序设计
  • 4.2.1 串行通信程序设计
  • 4.2.2 串口通信监测软件设计
  • 4.3 MC143150 芯片程序设计
  • 4.3.1 Neuron C 软件系统简介
  • 4.3.2 MC143150 程序设计
  • 第5章 AnyBus-S LonWorks 模块的应用
  • 5.1 AnyBus-S LonWorks 模块的应用方式
  • 5.2 AnyBus-S LonWorks 模块的网络安装
  • 5.3 小型 LonWorks 网的组建
  • 5.3.1 LNS 数据库和 LonMaker 视图
  • 5.3.2 使用 LonMaker 组建 LON 网
  • 5.4 测试与监测结果
  • 第6章 结论与展望
  • 6.1 工作总结
  • 6.2 存在问题及展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在攻读研究生期间发表的学术论文
  • 附录1
  • 附录2
  • 附录3
  • 相关论文文献

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