总线I/O是现场总线长途I/O的简称，是依据现场总线操控体系FCS中的首要设备，PROFIBUS-DP是总线I/O的干流通讯协议。总线I/O的首要功用分为输入、输出两部分。输入是收集现场模仿信号(如4~20 mA)和开关量信号(如24 V DC)转化成为数字量并依照通讯协议传送到现场总线。输出是将现场总线通讯数据转化成模仿输出和开关量输出。PROFIBUS-DP总线I/O设备以从站的方法存在。
PROFIBUS – DP的DP即Decentralized Periphery.它具有高速低本钱，用于设备级操控体系与涣散式I/O的通讯。它与PROFIBUS-PA(Process Automation )、PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )一起组成了PROFIBUS规范。用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时刻有必要要比主站(PLC)程序循环时刻短。除周期性用户数据传输外，PROFIBUS-DP还供给智能化设备所需的非周期性通讯以进行组态。确诊和报警处理。
1 总线I/O设备结构
总线I/O的开发可分为两大部分，一是从站功用单元，该部分是设备的主体;另一部分是通讯接口单元。图 1是典型开关量总线I/O的结构图。一个总线I/O设备或许需求多种总线接口，关于设备的开发人员来讲，他们专心于设备功用单元的核心技术，假如让他们从头开发各种通讯接口，势必会涣散设备开发人员的精力，添加开发本钱和开发周期。别的，通讯协议的一致性认证也是一个比较费时和费事的作业。运用现有的老练的通讯接口模块无疑是处理这一问题的最好挑选，它具有规划便利、本钱低价、安全牢靠等长处。
2 XGate-DPS10简介
XGate-DPS10嵌入式从站模块适用于自主开发PROFIBUS-DP从站设备，且不需求把握PROFIBUS-DP相关理论知识。 XGate-DPS10模块供给一个全阻隔PROFIBUS通讯接口，支撑高达12Mbps通讯速率，集成增强的ESD维护，能够维护用户设备在网络中牢靠作业。用户经过串行UART/SPI接口来访问XGate-DPS10模块，完结高速实时的数据传输。 XGate-DPS10供给中止指示，大大减轻用户MCU担负，有用增强总线的实时性。 XGate-DPS10模块供给有配套的编程示例(C代码)、GSD装备文件、电路实例等开发材料，能够协助用户快速完结PROFIBUS产品项目。 XGate-DPS10及其接口如图2所示。
XGate-DPS10的首要功用特色如下：
· PROFIBUS-DP 协议，契合EN50170 V2 和IEC61158规范，支撑DP-V1;
· 总线传输率自适应，最大传输率12 Mb/s,支撑最大244 B I/O;
· 支撑用户参数化功用， 进步总线功率，最大用户参数长度238 B;
· 支撑最大244 B用户确诊;
· 3.3 V~5 V体系兼容，配套RSM485P阻隔收发器运用;
· 可选的串行UART/SPI接口，支撑波特率自设置;
· 数据交换CRC查验功用，确保数据安全牢靠;
· 供给完好的开发包和运用处理方案;
· 单电源5 V供电，最大作业电流≤75 mA;
· 作业环境温度：-40 ℃~+85 ℃;
· 外形尺寸：DIP24封装，32 mm×20.4 mm×11 mm.
3 硬件规划
工业现场中，总线I/O的另一种运用是作为PLC的I/O扩展，总线I/O明显长处是能够集成第三方产品，使全体PLC的性价比到达最优;另一个长处是I/O的长途安置，能够组成分布式体系。本期及下期将以XGate-DPS10的运用为例规划具有8路开关量输入、8路开关量输出、16位触发计数器的总线I/O设备。
图3是XGate-DPS10的外围衔接电路。U3是XGate-DPS10的引脚分配，本例运用UART接口(默许接口)，传输率19 200 b/s.假如运用其他传输率或接口需求运用软件装备，此刻ISP/CFG引脚电路是必需的，ISP/CFG引脚一起用于在线晋级固件;不运用ISP /CFG,则有必要上拉到VCC.模块指示灯指示了模块的情况及通讯的情况，也能够依据实际情况来设置指示灯。RSM485P是阻隔收发器，并供给总线终端电源。总线端ESD维护器材不是有必要的，RSM485P供给了增强的ESD维护。如图2所示，引脚TXD/MOSI、RXD/NSS别离衔接到MCU的 RXD、TXD,INT衔接到MCU的外部中止，留意RXD和TXD的穿插，这与XGate-DPS10与RSM485P的RXD和TXD衔接法是不同的。PROFIBUS总线衔接器为DB9头，RxD/TxD-P和RxD/TxD-N别离接3、8脚，方向操控信号CNTR-P接4脚。
工业产品中，开关量I/O设备一般都是采用了阻隔+驱动电路来完结的。本文旨在介绍怎么规划设备通讯接口，对功用单元硬件只做了示例性的规划，为便利演示，开关量输入运用8位拨码开关替代，开关量输出运用8位LED灯替代，16位计数器运用MCU内部计数器模仿，如图 4所示。主MCU部分能够运用拨码开关等来获取从站的地址设置，该参数作为网络标识将传输给XGate-DPS10模块，最简略的一种方法是直接将拨码开关衔接到MCU的GPIO,当然，能够运用图 4的方法合理运用MCU的外部存储器扩展端口(EMC)。
4 GSD及软件规划简介
GSD文件是设备描述文件，当一个设备确认了其功用和参数后，GSD文件也就确认了。运用XGate-DPS10模块规划的设备的GSD文件和软件规划比较简略，下期将具体介绍怎么编写GSD文件及运用软件包开发设备代码，操作软件包的根本过程如图5所示。
PROFIBUS-DP从站运用广泛，运用通讯接口模块来开发总线I/O设备能够有用地缩短开发周期、节约本钱投入，并在牢靠性上得到了保证。XGate-DPS10契合大多数运用场合，其高牢靠性、便利性、低本钱性使其成为开发DP从站设备的首选。
