[发明专利]基于多通道可编程A / D 转换芯片总线智能从站系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种总线智能从站系统，具体涉及一种基于多通道可编程A / D 转换芯片总线智能从站系统。

背景技术

现场总线技术是一种先进的现场工业控制技术，FCS 的技术基础是智能仪表技术，目前现场总线标准的多样性和现场总线智能仪表发展的相对落后，使得FCS 未能大规模的应用于大型的工业控制系统中。在今后较长的一段时间内，对网络化的智能仪器仪表的研究开发将成为控制领域中一个重要的研究方向，而网络化智能仪表的技术核心是对现场总线接口的研究。

发明内容

本发明提供一种基于多通道可编程A / D 转换芯片总线智能从站系统，其仅需单一+ 5V供电，且外围电路简单，可简化电路设计；MAXI97 的并行接口易于与微处理器连接，占有较少的CPU 资源；MAXI97 单个芯片可构成完整的数据采集系统，非常适用于工业控制、自动测试、仪器仪表、远程通讯等领域的数据传输。

本发明的技术解决方案是：

一种基于多通道可编程A / D 转换芯片总线智能从站系统，包括与PROFIBUS现场总线连接的数据采集单元，其特殊之处在于：还包括与PROFIBUS现场总线连接的接口单元以及MAX197。

上述数据采集单元为协议芯片SPC3，使数据能传到作为主站的处理中心。

上述接口单元用80C32 作为处理器单元管理通信事务，协议芯片SPC3 完成关键的时间帧部分。

上述80C32 完成对协议芯片的初始化、数据采集，数据的发送和控制信号的接收。

上述80C32 与SPC3 通过双口RAM 交换数据，SPC3 的双口RAM 应在80C32 地址空间中统一分配地址；所述80C32 将SPC3 的双口RAM 作为自己的外部RAM。

本发明的优点在于：仅需单一+ 5V供电，且外围电路简单，可简化电路设计；MAXI97 的并行接口易于与微处理器连接，占有较少的CPU 资源；MAXI97 单个芯片可构成完整的数据采集系统，非常适用于工业控制、自动测试、仪器仪表、远程通讯等领域的数据传输。

附图说明

   图1为本发明结构原理框图。

具体实施方式

系统整体设计

参见图1，该系统的从站接口单元的主要功能是利用协议芯片SPC3 使作为从站的数据采集单元与PROFIBUS现场总线连接，从而使数据能传到作为主站的处理中心。接口单元用80C32 作为处理器单元管理通信事务，协议芯片SPC3 完成关键的时间帧部分。80C32 通过与SPC3 的接口可以很方便地实现与主站的数据通信，80C32 通过与MAX197 的接口可以很方便地实现数据采集。80C32 完成对协议芯片的初始化、数据采集，数据的发送和控制信号的接收；80C32 与SPC3 通过双口RAM 交换数据，SPC3 的双口RAM 应在80C32 地址空间中统一分配地址。80C32 将SPC3 的双口RAM 作为自己的外部RAM，访问简单高效。

SPC3 是西门子的ASIC 系列芯片，它的主要性能是：在PROFIBUS 上自动检测波特率，自9.6K 至12M 波特率RS - 485 传输，完整的PROFIBUS - DP协议集成于芯片中，集成的监视定时器，用于48Mhz石英振荡器的外部石英振荡器端口。方式寄存器（Mode Register）在SPC3 启动后，加载过程指定参数（例如从站地址、缓冲器地址、控制位信息等）。过程指定参数和数据缓冲器都存放在RAM 中，RAM 和RAM 控制器组成双口RAM（Duai Port RAM）。状态寄存器（Status Register）存放从站的状态信息，以便在任何时间能扫描总线的介质访问子层（MAC）。串行通讯接口（UART）把并行数据流转换为串行数据模拟量输入外围接口设计MAXI97 芯片是美国MAXIM 公司近年的新产品，是多量程（ 1 IOV，1 5V，O ~ IOV，O ~ 5V）、8 通道、I2 位高精度的A/ D 转换器。它采用逐次逼近工作方式，有标准的微机接口。三态数据I / O 口用做8位数据总线，数据总线的时序与绝大多数通用的微处理器兼容。全部逻辑输入和输出与TTL / CMOS 电平兼容。