专利名称：Profibus-dp总线并行转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种PR0FIBUS-DP总线并行转换器，该总线并行转换器应用在 PR0FIBUS-DP现场总线中，可将网络的总线型拓扑结构改变为树形机构或混合型结构。
背景技术：
PR0FIBUS-DP采用基于RS485技术的物理层，是目前应用最普遍的一种形式，一般的RS485网络采用总线型拓扑机构，一旦某个从站发生严重故障(短路、对地等)整个 PR0FIBUS-DP网路将瘫痪。
发明内容为了克服上述总线结构的弊端，本实用新型提供一种有效地解决方案，该 PR0FIBUS-DP总线并行转换器不仅可以完成常规的PR0FIBUS-DP通讯，而且由于改变网络 的总线结构为树形机构，各个从站之间，从站与主站之间采用光电耦合隔离，这样任何一个 从站发生严重故障(短路、对地等)只会涉及发生故障的这个从站，而不会影响整个网络， 从而从最大限度上保证的PR0FIBUS-DP网络的安全性。而且该PR0FIBUS-DP总线并行转换 器带通讯诊断功能，任何一个从站发生故障可以很直观的从LED状态灯查看，增加了网络 的维护性。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该总线并行转换包括信号放大电路、光电耦合数据采集电路、CPU和SPC3芯片，连 接主站的前端采用信号放大电路，将主站与从站交换的信息进行放大处理；主站和各个从 站之间采用光电耦合数据采集电路，电气上将信号隔离。放大的信息经光电耦合数据采集 电路送入采用SPC3芯片；SPC3芯片将RS485信号转换成CPU能识别的RS232信号；RS232 信号经CPU后与从站进行通讯。主CPU控制整个信息交换过程，并对整个PR0FIBUS-DP网 络进行诊断，通过LED指示报告整个网络的运行状态。SPC3芯片进行主站和从站的数据存 储；带有EEPROM和大容量内存的单片机作为CPU。本发明的有益效果是将原来拓扑结构的总线转换为树形的总线结构，并在主站 和从站之间增加的光电耦合隔离，保证的网络的安全性。对每一个从站增加故障指示，增加 的PR0FIBUS-DP网络的可维护性，能在最短的时间内查找并排除总线故障。
图1是本实用新型的系统结构示意图。图2是24VDC转5VDC原理图。图3是信号放大电路图。图4是SPC3接口转换电路图。图5是CPU控制电路图。图6是状态指示电路图。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方案。信号放大和光电耦合芯片的选择由于PR0FIBUS-DP最高可达12M的传输速度，因此要求放大芯片必须具备处理高 速信号(12Mbps以上)的功能，所以采用了 SN75AL8176芯片。具有高速处理信号的功能可 达24Mbps。该芯片的供电电压为5VDC，所以产品中还必须提供电源，工程中一般的常用电 源为24VDC，因此产品特增加24转5VDC的电路。光电耦合芯片也需要处理最高达12M的传输数据，因此选用 了 HP公司生产的HCPL0721芯片，该芯片也需要5VDC电源。接口转换模块采用西门子专门用于 PR0FIBUS-DP开放式工业现场总线的智能化接口芯片SPC3，此芯片可广泛用于工业自动化 中的单片机接口。SPC3集成了完整的DP协议，其中包括方式寄存器、状态寄存器、中断寄存 器、各种缓冲器指针和缓冲区等。该芯片内部含有1. 5KB的RAM，带有11位地址线的并行8 位接口，全部存储器分为192段，每段8个字节，用户可以立即寻址。SPC3支持所有8位处 理机和微处理器。也可以自动完成“字节转换”，通常读和写可通过两个口(8位数据总线) 来完成。SPC3中集成有一个保护监视定时器(WatchDog)，应用处理器出现故障时， PR0FIBUS-DP通信将被禁止，这样就不至于危及外围设备。作为SPC3的心脏，微处理器控制 着系统整个工作过程。在UART中，并行数据流和串行数据流完成互换。SPC3在发送第一个 字符前会产生RTS (REQUEST TO SEND)信号，即请求发送信号。另外，SPC3还具有自动辨识 波特率(9. 6k 12Mbps)的功能。CPU的选型本实用新型要求主CPU具有EEPR0M(电可擦写可编程只读存储器)和大容量 (560K以上)内存，市场上目前具有该特点的CPU也不少，本实例选用STC89C52单片机，该 单片机具有29K的片内EEPROM和1280字节的内存。4.电路搭建电源采用24VDC，IA的开关电源。5.程序编制控制主站与从站信息交换，并读取raOFIBUS-DP网络信息，进行状态显示。完成主站和从站交换信息的存储。
权利要求一种用于PROFIBUS-DP总线的并行转换器，包括信号放大电路、光电耦合数据采集电路、CPU、SPC3芯片，其特征在于连接主站的前端采用信号放大电路；主站和各个从站之间采用光电耦合数据采集电路，电气上将信号隔离；放大的信息经光电耦合数据采集电路送入采用SPC3芯片；SPC3芯片将RS485信号转换成CPU能识别的RS232信号；RS232信号经CPU后与从站进行通讯；光电耦合数据采集电路进行数据的采集交换；SPC3芯片进行主站和从站的数据存储；带有EEPROM的单片机作为CPU。
专利摘要本实用新型公开了一种PROFIBUS-DP总线并行转换器，应用于PROFIBUS-DP现场总线网络中，可将网络的总线型拓扑机构改变为树形结构或者混合型结构。该PROFIBUS-DP总线并行转换器采用西门子SPC芯片进行主站和从站之间的信息交换。采用带有EEPROM和大容量内存(560字节以上)的单片机作为CPU，进行控制主站和从站之间信息的交换。采用高速光电隔离芯片(12Mbps以上)进行光电隔离。本发明的有益效果是将原来拓扑结构的总线转换为树形的总线结构，并在主站和从站之间增加的光电耦合隔离，保证的网络的安全性。对每一个从站增加故障指示，增加的PROFIBUS-DP网络的可维护性，能在最短的时间内查找并排除总线故障。
文档编号H04L12/40GK201577102SQ20092030666
公开日2010年9月8日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者卢兴利 申请人:大连宝通工业控制有限公司