利用spc3開發智能從站源碼講解（連載二）

利用SPC3 開發智能DP 從站源碼講解（連載二）
2、SPC3 管理功能介紹
2.1 SPC3 中斷管理
SPC3 提供了幾個與中斷相關的寄存器，它們分別是：中斷請求寄存器(IRR)、中斷寄存
器(IR)、中斷屏蔽寄存器(IMR)和中斷確認寄存器(IAR)。每個寄存器佔2 個字節，除了5 個
保留位之外 ，SPC3 共支持包括波特率檢測、新參數數據、診斷緩衝區改變在內的11 箇中
斷。SPC3 只佔用一箇中斷向量號，中斷服務程序在響應中斷後，需要根據IRR 中的內容來
判斷是哪一個事件引發的中斷。用戶可以在初始化時設置IMR 來對中斷事件進行開/關設置。
用戶處理完事件後，需要操作IAR 或相應的Cmd 寄存器來來確認相應中斷事件。
2.2 SPC3 狀態機管理
SPC3 可工作於四種狀態：Power_On、WAIT-PRM、WAIT-CFG 和DATA_EXCH。圖2
給出的狀態機描述了SPC3 工作狀態間的關係。狀態機主要用來保證從設備在不同條件下行
爲的一致性。
在Power_On 狀態，從站可認接收來自二類主站的Set_Slave_Add 報文，以改變從站地
址，從站應具有非易失性的存儲器來存從站地址。在內部起動後，從站進入WAIT-PRM 狀
態，等待Set_Prm 報文。在此狀態從站還可以接收Get_Cfg 或Slave_Diag 報文，但拒絕處理
其他報文，不能進行通訊。如果Set_Prm 正確，從站進入WAIT-CFG，等待Check_Cfg 報文。
Check_Cfg 報文規定輸入和輸出字節數。另外也可以接收Slave_Diag，Get_Cfg 報文。如果
Check_Cfg 正確，從站進入DATA_EXCH 狀態，進行數據通訊，在此狀態，從站可以接收來
自一類主站的Writing Outputs、Reading Inputs、Global_Control、Slave_Diag、Chk_Diag 和
Get_Cfg 報文。
圖示PROFIBUS DP 從站狀態機
當從設備發生異常時，如WD 超時，則SPC3 的狀態就會改變，以保證系統的安全。開
發人員在軟件調試過程中可通過檢查SPC3 的狀態寄存器來確認其工作狀態。
3、PROFIBUS DP 協議介紹
3.1 PROFIBUS DP 協議
PROFIBUS DP 協議中規定了8 種主站-從站功能：讀DP 從站診斷信息、傳送輸入與輸
出數據、讀DP-從站的輸入與輸出數據、發送參數數據、檢查組態數據、讀組態數據、對
DP 從站的控制命令、變更DP 從站的站地址。
在PROFIBUS DP 總線上傳送的幀分爲四種類型：可變數據字段長度的幀、有數據字段
的固定長度的幀、無數據字段的固定長度的幀和令牌幀。下面給出了有數據字段的固定長度
的幀中發送／請求幀和響應幀的格式。
1．發送／請求幀的格式：
2．回答幀的格式：
其中，SYN 同步時間，最小33 個線空閒位
SD3 開始定界符，值：A2H
DA 目的地址
SA 源地址
FC 幀控制
DATA_UNIT 數據字段，固定長度（L-3）＝8 個八位位組
FCS 幀檢查順序
ED 結束定界符，值：16H
L 信息字段長度，固定的八位位組的個數：L=11
圖示 有數據字段的固定長度的幀
對於利用SPC3 芯片來開發DP 從設備的開發人員來講，沒有必要考慮如何對從總線接
收到的幀進行校驗、解析和處理，也不必考慮如何將響應報文發送到總線上去，這些功能均
由SPC3 完成。需要說明的是，用戶程序對協議報文收發的控制能力是很有限的。
SPC3 管理功能介紹
在上面介紹的DP 主站-從站服務中，診斷處理、參數化、檢查組態數據和從設備地址設
置四種協議報文是必須瞭解的。
3.2 診斷處理（Dialog）
當從設備發生異常，可以通過診斷報文來向主站傳遞相關信息，此信息是從設備主動發
送的。標準的診斷信息有6 個字節，而且用戶可以在標準診斷信息之後加入設備相關的診斷
信息，最長可擴展到244 字節。
SPC3 在收到應用程序傳過來的診斷數據後，並不是立刻發給主站。而是在當前的服務
響應中置上標記，當主站收到這樣的標記後，會在下個輪循週期內讀取從站的診斷信息。
3.3 參數化(Parameter)
參數化報文主要是主站用來設置從設備的工作參數。從站的參數化在DP 系統的建立階
段首先完成，也可在用戶數據交換模式中完成。除總線一般參數數據外，DP 從站專用的參
數（如：較高或較低限值）傳送到每個DP 從站。這些數據從主站參數集中的用戶那裏發送，
此參數集緩存在主站中。
標準的參數化信息是7 個字節，根據需要用戶最長可擴展到244 個字節。
3.4 檢查組態數據（CFG）
此功能允許DP 主站傳送組態數據到DP 從站以便檢查。它們包括輸入輸出區域的範圍，
也包括關於數據連續性的信息。DP 從站中的用戶程序會對接收到的組態數據進行檢查，將
結果通知SPC3。
組態數據的內容和長度跟從站中被組態的模塊數和設備描述（GSD）文件中描述該模塊
的信息內容有關，例如，GSD 文件中有如下模塊描述信息：
Module = "2AI*16bit" 0x43,0x41,0x01,0x10,0x02 ;
EndModule
表示這是一個2 通道的16 位精度的模擬量輸入模塊，是用5 個字節的內容描述的，後
三個字節的含義由開發商自行定義。
3.5 變更DP 從站的地址（SSA）
此功能允許DP 主站（2 類）變更DP 從站的地址。如DP 從站沒有存儲能力（EEPROM,
FLASH）或如果地址設置是以一個開關來實施的，則此功能以RS 出錯報文來拒絕。與此同
時，用此功能發送Ident_Number。如果本地的和被傳送的Ident_Number 相對應，那麼站地
址將被改變。
附錄
以上所講內容可參見SPC3 用戶手冊和DP 協議規範。
相關內容可從www.fieldbuses.com 網站下載。