采用PROFIBUS-DP的FCS性能研究及診斷軟件開發(fā)
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由于在PRIFBUS傳輸報文可以反映出總線性能的很多參數(shù)，包括各種故障狀態(tài)。比如：從參數(shù)化報文可以看出主站和從站的關(guān)系，從站的操作方式，包括通道參數(shù)、功能設(shè)定、裝置參數(shù)和ID號等。從組態(tài)報文可以看出從站I/0類型及性質(zhì)，以及模塊的I/O性質(zhì)及數(shù)據(jù)類型等。從診斷報文可以看出從站各種參數(shù)設(shè)置錯誤，各種組態(tài)錯誤，以及裝置模塊錯誤類型。所以，本文作者就是在對PROFIBUS-DP報文進(jìn)行詳盡分析的基礎(chǔ)上，采用VC++ 6.0開發(fā)了一款基于串口通訊的PROFIBUS性能分析診斷軟件。
1 PROFIBUS工作機理
1.1 PROFIBUS-DP編碼技術(shù)
PROFIBUS－DP交換數(shù)據(jù)使用異步傳輸技術(shù)和NRZ編碼。NRZ編碼的二進(jìn)制信號“0”或“1”的信號電平在信號持續(xù)期間維持不變。圖1所示為NRZ碼信號圖。
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圖1 非歸零碼信號
每個數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)單元應(yīng)由一定數(shù)量的字符組成，每個字符都是一個用于異步傳輸?shù)钠皎D―停字符。
每個字符由11個比特組成，包括1個總是為二進(jìn)制“0”的起始比特（ST），8個可以是二進(jìn)制數(shù)“0”亦可以是二進(jìn)制數(shù)“1”的信息比特，1個可以是二進(jìn)制“1”也可以是二進(jìn)制數(shù)“0”的偶校驗比特（P），1個總是為二進(jìn)制數(shù)“1”的停止比特，如圖2所示。
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圖2 單個字符格式
接收器的比特同步總是從起始比特的下降沿開始，也就是說，在從二進(jìn)制“1”轉(zhuǎn)換到二進(jìn)制數(shù)“0”時開始。在比特時間的中間應(yīng)掃描起始比特和所有后繼的比特。在比特時間的中間，起始比特應(yīng)是二進(jìn)制數(shù)“0”，否則認(rèn)為同步失敗并停止同步過程。以二進(jìn)制“1”的停止比特來結(jié)束字符的同步，如果此時出現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)“0”來代替此停止比特，則應(yīng)認(rèn)為并報告一個同步差錯或字符差錯，并應(yīng)等待下一個起始比特的前導(dǎo)沿。
1.2 報文格式
如圖3所示，PRFIBUS-DP有以下5種報文格式。其中，SYN為同步周期，它是一個最小的時間間隔，在此時間間隔內(nèi)，每個站在它可以接收發(fā)送/請求報文幀或令牌起始部分之前，應(yīng)從傳輸介質(zhì)接收空閑狀態(tài)（idle state）(idle=二進(jìn)制“1”)。同步周期最小為33個線空閑比特；SD為起始定界符，DA是目的地址，SA是源地址，F(xiàn)C是控制幀；FCS是幀校驗和，ED為結(jié)束定界符，值為16h，L是信息字段長度，其中SD1= 10h，用于請求FDL狀態(tài)，尋找一個新的活動的站點，報文長度固定，沒有數(shù)據(jù)單元；SD2= 68h，用于SRD服務(wù)，報文的數(shù)據(jù)長度可變；SD3 = A2h，數(shù)據(jù)單元長度固定（L總為8字節(jié)）；SD4 = DCh，表示該報文為令牌報文；SC =E5h, 短確認(rèn)報文。
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