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EPA現(xiàn)場(chǎng)控制器的設(shè)計(jì)方案

作者: 時(shí)間:2011-05-20 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
通信處理模塊

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/162072.htm

  整個(gè)以FPGA芯片EP1C12Q240C8為數(shù)據(jù)處理中心,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信,完成對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)上的其他設(shè)備的數(shù)據(jù)通信,同時(shí)通過(guò)MAX3232實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的串口通信。在該模塊中,加入了LCD接口、行列式鍵盤(pán)接口和蜂鳴器接口,對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)上的其他設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和顯示,有較好的人機(jī)交互的功能。

  在該中,網(wǎng)絡(luò)通信分為有線和無(wú)線兩種通信方式。其中,有線網(wǎng)絡(luò)通信使用的是10M/100M的LAN91C111的自適應(yīng)網(wǎng)卡芯片,并通過(guò)RJ45網(wǎng)口接入網(wǎng)絡(luò)。LAN91C111是SMSC公司為嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)推出的第三代快速以太網(wǎng)。LAN91C111的芯片上集成了遵循SMSC/CD協(xié)議的MAC(媒體層)和PHY(物理層),符合IEEE802.3/802.U-100Base-Tx/10Base-T規(guī)范。在本上預(yù)留了藍(lán)牙模塊和ZigBee模塊的無(wú)線通信接口,作為輔助處理模塊??筛鶕?jù)工業(yè)的實(shí)際情況,接入無(wú)線通信模塊,實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信,通過(guò)該模塊能夠監(jiān)測(cè)無(wú)線設(shè)備的運(yùn)行情況及相關(guān)參數(shù)。

  在整個(gè)EPA通信協(xié)議棧網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層接收?qǐng)?bào)文處理流程中。NIOSⅡ處理器復(fù)位后初始化UC/OS Ⅱ操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口、堆棧以及定時(shí)器等外圍設(shè)備接口。從外部存儲(chǔ)器FLASH中獲取IP地址和MAC地址等網(wǎng)絡(luò)信息。當(dāng)收到的報(bào)文IP地址和MAC地址都是本機(jī)地址時(shí),把報(bào)文以LWIP所要求的特殊結(jié)構(gòu)體形式存儲(chǔ)在接收緩沖區(qū)中,然后發(fā)送到EPA協(xié)議棧中進(jìn)行處理,當(dāng)檢查到UDP端口號(hào)是0x88BC時(shí),將報(bào)文交由EPA應(yīng)用層處理模塊進(jìn)行處理。

  

EPA協(xié)議棧接收?qǐng)?bào)文處理流程圖

  圖4 EPA協(xié)議棧接收?qǐng)?bào)文處理流程圖

  其部分報(bào)文處理程序如下:

  

程序

  

程序

  

程序

  結(jié)語(yǔ)

  在完成整個(gè),接入EPA網(wǎng)絡(luò)中能夠正常運(yùn)行。由于控制器中的處理器使用的是FPGA芯片,有較強(qiáng)的靈活性,能夠進(jìn)行編程、除錯(cuò)、再編程和重復(fù)操作,因而可以充分地進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證。當(dāng)電路有少量改動(dòng)時(shí)候,更凸現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì),其編程能力可以延長(zhǎng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的壽命,可以用來(lái)系統(tǒng)升級(jí),從而大大提高了控制器的性能。


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