从20世纪80年代开始,各种现场总线相继产生。在由多种不同类型的现场总线构成的系统中,各种现场总线产品由于协议的不同而无法相互通信,这严重妨碍了用户的选择。随着Ethernet技术的快速发展,Ethernet介入控制已经成为事实,如何整合Ethernet与现场总线对各种现场总线的未来命运是至关重要的。各种现场总线在整合的方法上展开了激烈的争夺成为当前现场总线领域的热点。 基于上述考虑,我们设计了多现场总线集成系统,系统支持ModBus、PPI、CanOpen总线协议和TCP/IP协议。一方面,系统分别作为ModBus、PPI、CanOpen总线的一个节点,完成相应通信协议的通信及数据解析;另一方面,系统又能够完成各总线之间的数据转发与共享;同时,为了支持远程监控能力,系统提供了以太网接口以支持Internet功能。 本文介绍了系统硬件和软件设计方案,系统硬件是由主控CPU模块、RS232/RS485模块、CAN模块三部分组成。主控模块使用100M的中央处理器C8051F120,它为其它模块提供软件和硬件接口并完成总线的通信。RS232/RS485模块功能是完成RS232与RS485之间的转换。CAN模块的功能是完成CAN2.0物理链路层协议。 系统软件是采用分层方式实现的,它分为硬件驱动层、协议层和应用层。每一层都有一个与协议相对应的缓冲区,层与层之间的数据交换是通过缓冲区来实现的。在发送的时候,数据是由协议缓冲区流向硬件缓冲区,而在接收的时候数据是从硬件缓冲区流向协议缓冲区。 系统支持Modbus、PPI、CanOpen三种协议。用户可以根据实际需要自由地配置。系统提供了硬件配置和软件配置两种方式,其中软件配置是通过TCP/IP完成的。协议之间的通信是通过地址共享来实现的,本文介绍了轮询方式下的实地址共享、突发方式下的虚地址共享及虚拟机三种共享方式的实现机制。 最后,文章介绍了一个实际应用的系统和该项目衍生的部分新产品。