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。
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能，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、安全可靠等长处。
2 XGate-DPS10简介
XGate-DPS10是小体积串行接口的嵌入式DP从站模块，选用DIP24封装，体积小，本钱低，是十分合适嵌入式规划的工业级总线模块。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，确保数据安全可靠；
· 供给完好的开发包和运用处理计划；
· 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设备一般都是选用了阻隔+驱动电路来完成的。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设备能够有效地缩短开发周期、节约本钱投入，并在可靠性上得到了保证。XGate-DPS10契合大多数运用场合，其高可靠性、便利性、低本钱性使其成为开发DP从站设备的首选。
广州致远电子有限公司致力于嵌入式体系、工业通讯网络的技能研制与运用推行，自主研制了一系列PROFIBUS-DP网络产品，包含嵌入式模块、通讯卡、调试东西、PC软件、OPC服务器等，并供给依据PROFIBUS总线的整套组网计划及运用集成。
