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当今社会的工业自动化生产水平逐步提高,对生产设备通讯网络的实时性和可靠性的要求也越来越高,传统总线技术已经不能满足当前市场的需求,必将逐步被新的工业通讯技术所替代。目前,一种将以太网应用于工业通讯的新兴工业以太网技术引起了大众的普遍关注。EtherCAT是一种基于改进的以太网帧结构的工业以太网协议,是目前实时性和可靠性最好的工业以太网协议之一。 本文在研究实时以太网EtherCAT技术的基础上,设计搭建了主从式结构的EtherCAT通信系统平台,主站用一台PC机实现,通过TwinCAT专用软件来实现其功能;从站使用倍福公司的从站协议控制器ET1100和TI公司的TMS320F28335 DSP芯片来实现。 论文首先对工业以太网EtherCAT通信技术进行了深入的学习,研究了其系统组成,包括主从站及其拓扑结构,还对数据帧结构,分布时钟,现场总线内存管理单元,寻址方式,读写服务,应用层功能等部分做了详细介绍;其次,对通讯系统的硬件进行了总体设计,包括硬件组成,层次结构,芯片选型等;又对从站微处理器芯片TMS320F28335进行了研究与配置,包括其强大的功能和内部结构,以及SPI模块的分析和配置等;还分析了从站协议控制器ET1100,包括可实现的功能,内部结构,扩展接口等部分;以及对硬件所涉及到的接口的选择和设计配置,主要有MII接口,SPI接口和EEPROM的接口;此外还对通讯方式的选择控制以及通讯时序进行了优化设计;最后,从整体上分析EtherCAT通信系统要完成的各项工作以及软件总体结构,并根据其系统结构分别对主站和从站进行了软件相关设计,主站配置文件,主站专用软件TwinCAT以及系统管理器及配置等;从站软件主要对与从站功能相对应的各种功能函数及配置参数进行设置,实现对周期和非周期数据的处理任务,此外还对状态机进行了有关分析和其具体操作。