由RS-232串口到PROFIBUS-DP总线的转换接口设计

转自：http://gongkong.ofweek.com/2013-08/ART-310007-11001-28716256_2.html

　1.PROFIBUS-DP网络协议

PROFIBUS的网络协议是以ISO颁布的OSI标准七层参考模型为基础的，只是对第三层到第六层进行简化。它的三种模块（FMS、DP和PA）可以适应不同的应用对象和通信速率方面的要求，开放性也好。但它们均使用一致的总线存取协议，该协议是通过OSI参考模型第二层（数据链路层）来实现的，它包括了保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。

数据链路层协议媒体访问控制（MAL）部分采用受控访问的令牌总线（TokenBus）和主从方式。其中令牌总线与局域网IEEE8024协议一致，令牌在总线上的各主站间传递，持有令牌的主站获得总线控制权，该主站依照关系表与从站或与其他主站进行通信。主从方式用于主站和从站间通信，其工作特点是：总线上一个主站控制着多个从站，主站与每一个从站建立一条逻辑链路；主站发出命令（Command），从站给出响应（response）；从站可以连续发送多个帧，直到无信息发送、达到发送数量或被主站停止为止。数据链路中帧的传输过程分为三个阶段：数据链路建立、帧传输和链路释放。PROFIBUS-DP并未采用ISO/OSI的应用层，而是自行设置一用户层。该层定义了DP的功能、规范与扩展要求等。DP物理层与ISO/OSI参考模型的第一层相同，采用RS-485传输技术。

2.RS-232设备通信协议

　　RS-232只是设备通信物理层的一个标准，因此PROFIBUS主站必须向RS-232设备传送它能够理解的数据，这就是RS-232设备的通信协议。所以，为实现PROFIBUS主站与RS-232设备的有效数据通信，PROFIBUS主站编程人员应该了解RS-232设备的通信协议。RS-232设备的通信协议通常有以下两类：

　　（1）具有应答关系和若干通信指令的通信协议

　　这是应用比较广泛的通信格式，通信数据可以是ASIIC码或二进制数据。对于这种设备，既有发送又有接收。用户在主

　　站编程，按照协议规定的报文格式将通信数据填入RS-232总线桥的PROFIBUS数据输出区，通过所产生的中断启动转换接口将通信数据发送到设备，然后总线桥自动转入接收状态。当总线桥数据全部接收完RS-232设备的回答报文数据后，将回答报文数据自动填入PROFIBUS数据输入区，这样，PROFIBUS主站可以在PROFIBUS数据输入区得到RS-232设备的回答报文数据。

（2）无应答关系、单纯接收或发送数据（ASIIC码或二进制数据）的通信协议

　　此类设备（如条码扫描器）只通过RS-232接口向PROFIBUS主站发送数据，也有的设备（如显示屏）只通过RS-232接收PROFIBUS主站发送的数据。PROFIBUS主站实现这类简单通信协议的原理与第一种协议相同，只是不会出现冲突，编程更为简单。

3.RS232总线桥硬件设计

　　RS232总线桥系统框图如图1所示：

（以下略）