基于EtherCAT的從站微處理器的設計與實現(xiàn).pdf

1、工業(yè)以太網(wǎng)是當前工業(yè)控制現(xiàn)場總線技術的一個重要發(fā)展方向,與使用傳統(tǒng)技術的現(xiàn)場總線相比,以太網(wǎng)現(xiàn)場總線具有傳輸速度快,數(shù)據(jù)包容量大,傳輸距離長,性能較好的優(yōu)點。EtherCAT作為實時工業(yè)以太網(wǎng)技術中的一種典型技術,2003年由德國BECKHOFF自動化公司提出的。它充分利用了以太網(wǎng)的全雙工特性,使用主從模式介質訪問控制,主站發(fā)送以太網(wǎng)幀給各從站,從站從數(shù)據(jù)幀中抽取數(shù)據(jù)或者將數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)幀。其從站節(jié)點使用專用的控制芯片,主站使用標準的以太

2、網(wǎng)控制器。EtherCAT具有適用廣泛,無需從屬子網(wǎng),支持多種設備連接拓撲結構,高效率,刷新周期短,同步性能好等特點,并且完全符合以太網(wǎng)標準。整個EtherCAT網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)生產中具有相當?shù)耐ㄓ眯?只是針對不同的應用層設備而存在不同。EtherCAT網(wǎng)絡化控制技術在很大程度上提高了現(xiàn)場總線的性能。
　　 本文主要研究EtherCAT網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)中EtherCAT從站微處理器對主戰(zhàn)與從站數(shù)據(jù)交換的實現(xiàn)過程。而系統(tǒng)中所

3、用到的數(shù)據(jù)通信協(xié)議為CANopen協(xié)議。課題首先對整個EtherCAT網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結構做了介紹,然后針對EtherCAT從站設計出了從站微處理芯片LPC1754的硬件電路,并且完成了所設計芯片的PCB設計以及芯片元器件焊接工作。接著對EtherＣAT網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)中的通信協(xié)議CANopen協(xié)議做了認真地學習與研究,根據(jù)協(xié)議中的規(guī)定設計了EtherCAT從站微處理器芯片LPC1754的驅動程序。最后結合主站控制器對所設計的驅動程序

4、進行了PDO和SDO數(shù)據(jù)通信的測試,并且在自動化軟件TwinCAT平臺上利用所設計的芯片LPC1754上的數(shù)模轉換模塊對所設計的微處理器驅動程序進行了測試,對所得到的測試結果進行了分析。
　　 從最終測試結果可以發(fā)現(xiàn),所設計的從站驅動程序可以在設計的從站微處理器芯片LPC1754上正確運行,所設計的從站驅動程序可以正確地完成對CoE格式的數(shù)據(jù)幀的封裝與解析工作,能夠準確地實現(xiàn)主戰(zhàn)與從站之間的數(shù)據(jù)交換功能。所設計的LPC1754芯