1、概述
现场总线是一种用于智能化现场设备和主动化体系的开放式、数字化、双向串行、多节点的通讯总线。
在实践的出产建设中,咱们将会常常遇到将不同现场总线的设备集成在一起或许在某一现场总线中运用其他现场总线协议的设备的问题。这就触及到了不同的现场总线协议的协议转化。数据键路层的帧转化是这些协议转化中的一个很要害的问题。
在这里,咱们以Profibus-DP和CAN这两种当今运用广泛的现场总线来研讨现场总线的协议帧转化。
2、CAN现场总线的传输层协议简介
传输层是CAN协议的中心。它把接纳到的报文供给给目标层,以及接纳来自目标层的报文。传输层担任位守时及同步、报文分帧、裁定、应对、过错检测和标定、毛病界定。
报文路由:报文的内容由辨认符命名。辨认符不指出报文的目的地,但解说数据的意义。因而,网络上一切的节点能够经过报文滤波确认是否应对该数据做出反响。
报文传输由以下4个不同的帧类型所表明和操控:
• 数据帧:数据帧带着数据从发送器至接纳器。
• 长途帧:总线单元宣布长途帧,恳求发送具有同一辨认符的数据帧。
• 过错帧:任何单元检测到一总线过错就宣布过错帧。
• 过载帧:过载帧用以在先行的和后续的数据帧(或长途帧)之间供给一附加的延时。
数据帧(或长途帧)经过帧间空间与前述的各帧分隔。
在这里咱们以数据帧为例来剖析CAN的帧结构。
2.1 数据帧
数据帧由7个不同的位场组成,如图1所示:
图1 数据帧的结构
(1)帧开端
它标志数据帧和长途帧的开端,由一个独自的“显性”位组成。
(2)裁定域
裁定域包括辨认符(ID)和长途发送恳求位(RTR)。
辨认符(ID):辨认符的长度为11位。这些位的发送次序是从ID-10到ID-0。最低位是ID-0。最高的7位(ID-10到ID-4)有必要不能满是“隐性”。
RTR位:该位在数据帧里有必要为“显性”,而在长途帧里有必要为“隐性”。
图2 仲载域
图3 操控域
(3)操控域
操控域由6个位组成,包括数据长度代码和两个将来作为扩展用的保存位。所发送的保存位有必要为“显性”。数据长度代码指示了数据域中字节数量,长度为4个位。
(4)CRC域
CRC域包括CRC序列,这以后是CRC界定符,它包括一个独自的“隐性”位。
(5)应对域
应对域长度为2位,包括应对空地和应对界定符。在应对域里,发送站发送两个“隐性”位。当接纳器正确地接纳到有用的报文,接纳器就会在应对空地期间发送ACK信号,向发送器发送一“显性”的位以示应对。
(6)帧结束
每一个数据帧和长途帧均由一标志序列界定。这个标志序列由7个“隐性”位组成。
2.2 传输操控
(1)帧间空地
关于不是“过错被迫”的站,或许此站已作为前一报文的接纳器,其帧间空地如图4所示:
图4 帧间空地(非过错被迫)
关于已作为前——报文发送器的“过错被迫”的站,其帧间空间如图5所示:
图5 帧间空间(过错被迫)
其间,intermission是强制性的3个隐性位。
(2)位流编码
帧的部分,比如帧开端、裁定域、操控域、数据域以及CRC序列,均经过位填充的办法编码。不管何时,发送器只需检测到位流里有5个接连辨认值的位,便主动在位流里刺进——补码位。
数据帧或长途帧(CRC界定符、应对域和帧结尾)的剩下位域方式相同,不填充。过错帧和过载帧的方式也相同,但并不经过位填充的办法进行编码。其报文里的位流依据“不返回到零”之办法来编码。这就是说,在整个位时间里,位电平要么为“显性”,要么为“隐性”。
CAN协议规模只规则了“显性”和“隐性”两种逻辑值,而没有明确规则表明这些逻辑电平的物理状况。依据逻辑关系,咱们能够设“显性”逻辑值为逻辑“0”,“隐性”逻辑值为逻辑1。
3、Profibus数据链路层帧格局及相关的地址规则
(1)帧字符(UART字符)
帧由帧字符组成
每个帧字符由11个位组成:1个开端位(ST);8个信息位;1个奇偶校验位(P);1个中止位。