基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議軟件研究與開發(fā).pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，相應(yīng)的控制系統(tǒng)的規(guī)模也要不斷增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的以信號(hào)模擬傳輸為主的控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需要。另外由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及通信技術(shù)迅速發(fā)展，在工業(yè)領(lǐng)域中的信號(hào)傳輸方式從模擬信號(hào)傳輸發(fā)展到了數(shù)字信號(hào)傳輸，因此誕生了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)最大的特點(diǎn)有兩個(gè)：一是實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)字通信和智能處理，二是它的全開放性。它的出現(xiàn)使基于傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)儀表所構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本的變革，并以其無可比擬的優(yōu)

2、勢(shì)迅速成為工業(yè)控制系統(tǒng)的一種重要技術(shù)。本論文以當(dāng)前比較成熟的基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線低速協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)H1為研究對(duì)象，從數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的角度，研究了通信棧的相關(guān)技術(shù)。本論文以“基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議棧的研究與開發(fā)”項(xiàng)目為基礎(chǔ)，主要從數(shù)據(jù)鏈路層初始化、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間同步等幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)深入研究了基本設(shè)備數(shù)據(jù)鏈路層的工作原理。并且為了解決實(shí)際的開發(fā)中的一些難題，提出了一些具有一定創(chuàng)新性的解決方法。 本論文總共分六章。第一章介紹了基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線

3、產(chǎn)生的原因以及當(dāng)前的研究現(xiàn)狀。第二章從整體上描述了基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)，并重點(diǎn)分析了數(shù)據(jù)鏈路層的結(jié)構(gòu)以及各個(gè)功能模塊的作用和它們之間的關(guān)系。 接下來的第三章到第五章是本文的重點(diǎn)內(nèi)容。第三章研究了數(shù)據(jù)鏈路層初始化的過程，為了解決多臺(tái)設(shè)備具有相同地址而產(chǎn)生的地址沖突問題，給出了解決問題的關(guān)鍵技術(shù)；第四章研究了數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，并分析了有連接數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性的問題；第五章首先研究了數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間同步的原理。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間同步

4、，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間的核心部分——本地計(jì)數(shù)器(CNT)。為了提高同步精度，提出了兩種CNT頻率調(diào)整的算法，并且將其中一種算法應(yīng)用于實(shí)際通信棧軟件中，使同步精度提高了2個(gè)數(shù)量級(jí)。為了使得數(shù)據(jù)鏈路層用戶能進(jìn)行基于數(shù)據(jù)鏈路時(shí)間的定時(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)鏈路調(diào)度時(shí)間定時(shí)器(LSTimer)。 本文最后一章對(duì)整個(gè)開發(fā)工作進(jìn)行了總結(jié)，提出了一些建議，也對(duì)以后的工作進(jìn)行了展望。開發(fā)的通信棧軟件已經(jīng)可以通過基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議一致性測(cè)試，表明數(shù)據(jù)鏈路層運(yùn)