西岭控制技术

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行业应用

基于IC1220从站芯片的DeviceNet产品设计

发表时间:2017/3/22  浏览次数:2485  

本文详细描述如何使用IC1220从站芯片来进行DeviceNet从站产品设计

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1. 前言

DeviceNet现场总线是由美国Rockwell公司开发,并由ODVAOpen DeviceNet Vendor Association)公益组织维护升级的一种工业通讯系统。DeviceNet的底层通讯基于成熟的CAN技术,具有较好的抗干扰能力和现场适应性,上层采用CIP通讯协议,可以将各种工业设备连接到总线,实现及时可靠的数据交换。
DeviceNet总线定义了产品间的互操作性,保证了众多供应商之间的产品可以互相联结交换数据,减少了配线和安装工业设备的成本和时间,同时标准的通讯协议还提供了各产品间强大的诊断功能,让系统的维护更简单易行。
DeviceNet是一种简单有效的现场级设备互联网络,大量应用于工厂自动化控制系统,如汽车生产线,机器人控制等,因此,开发DeviceNet接口可以提高设备的工业连网能力,将设备快速接入DeviceNet控制系统,提升产品的市场竞争力。

 

 

2. DeviceNet开发方案介绍

由于DeviceNet是一种先进的工业通讯网络,因此通讯协议也相当复杂,开发DeviceNet设备是一件很有挑战的工作。目前可行的方案分为如下几种,下面进行说明。

2.1 自行开发

自行开发DeviceNet接口可以先向ODVA组织购买协议,在充分阅读理解协议后,建立开发测试环境,并开始设计相关硬件和固件程序,随后进行测试,有条件时可以购买一致性测试工具,对所开发产品进行测试,通过一致性测试的产品,才具有较好的协议兼容性,可以上市销售。
此种方案基于对协议的阅读理解基础上从0开始开发,难度相当大,就算开发完成,也需要较长时间的测试及市场检验方能稳定运行,耗时耗力,如果总线产品对于公司来说是非主力产品,则不建议此种开发模式。

2.2 商业协议栈

对于很多企业来说,如果具有一定的开发能力,而产品的销量也比较大,则购买商业协议栈是一个不错的选择。一般的商业协议栈包括DeviceNet协议的功能源代码,需要用户自己开发好硬件平台,通过修改协议栈中的硬件相关部分代码,进行移植,大多数商业协议栈的供应商可以协助你进行移植(可能会收费)。
此种方案需要一次性购买协议栈源代码,费用较高,但后面的产品出货不会再产生成本,对于企业规模较大,且产品出货数量大的公司比较合适。

2.3 嵌入式模块

对于规模小,出货零散的公司来说,嵌入式模块是一种快速实现DeviceNet接口的方式,嵌入式模块将DeviceNet协议集成到一颗芯片,并已经将芯片运行周边必须的硬件元件设计好,封装成一个模式,用户只需要使用简单的串口通讯对模块进行必要的参数设置,就可以启动模块进行总线通讯。
嵌入式模块的单体成本相对较高,因此适合出货量小,但对成本要求不高的场合。

2.4 专用芯片

与嵌入式模块相对,专用芯片的成本将会低很多。DeviceNet专用芯片将协议集成到一颗芯片内,用户根据芯片厂家的参考电路自行设计硬件,将芯片运行必须的周边元件一起设计到自己的电路板上,未来生产时,只需要购买专用芯片即可。
专用芯片在让用户快速实现总线接口的同时,能大大降低单体采购成本,功能与嵌入式模块相同,是出货量在中小规模的公司首选的总线接口实现方式。
本文重点介绍使用WisgemIC1220从站芯片实现DeviceNet接口的方法。

 

 

3. IC1220从站芯片介绍 

IC1220芯片是苏州西岭控制技术有限公司XILING)推出的一款DeviceNet从站芯片,较小的封装非常容易集成到用户的电路板上,同时厂家提供了完整的参考电路,以保证用户设计的DeviceNet接口满足协议的物理层要求。
IC1220芯片规格如下:

芯片型号:

IC1220

芯片封装:

LQPF48

供电电压:

3.3V

总线接口:

CAN

总线协议:

DeviceNet Group 2 only connectionPolled IO connection

接口类型:

MIF-用于参数配置
SCI-用于参数配置和IO数据交换
SSC-用于移位寄存器连接

接口协议:

Modbus RTU

IO数据:

输入128字节,输出128字节

 

IC1220芯片集成了DeviceNet Group 2 only连接协议,可以与主站建立连接并交换数据,MIF接口和SCI接口是异步串行接口,可以通过单片机的UART口,使用Modbus协议与IC1220芯片进行通讯,对芯片的参数进行设置,并启动芯片运行。SSC接口是同步串行接口,可以连接外部移位寄存器,如HC595HC165等,自动实现数字量输入输出功能。
IC1220外观如下图所示:

 

IC1220采用LQFP48封装,其引脚定义如下图: