利用spc3开发智能从站源码讲解（连载二）

利用SPC3 开发智能DP 从站源码讲解（连载二）
2、SPC3 管理功能介绍
2.1 SPC3 中断管理
SPC3 提供了几个与中断相关的寄存器，它们分别是：中断请求寄存器(IRR)、中断寄存
器(IR)、中断屏蔽寄存器(IMR)和中断确认寄存器(IAR)。每个寄存器占2 个字节，除了5 个
保留位之外 ，SPC3 共支持包括波特率检测、新参数数据、诊断缓冲区改变在内的11 个中
断。SPC3 只占用一个中断向量号，中断服务程序在响应中断后，需要根据IRR 中的内容来
判断是哪一个事件引发的中断。用户可以在初始化时设置IMR 来对中断事件进行开/关设置。
用户处理完事件后，需要操作IAR 或相应的Cmd 寄存器来来确认相应中断事件。
2.2 SPC3 状态机管理
SPC3 可工作于四种状态：Power_On、WAIT-PRM、WAIT-CFG 和DATA_EXCH。图2
给出的状态机描述了SPC3 工作状态间的关系。状态机主要用来保证从设备在不同条件下行
为的一致性。
在Power_On 状态，从站可认接收来自二类主站的Set_Slave_Add 报文，以改变从站地
址，从站应具有非易失性的存储器来存从站地址。在内部起动后，从站进入WAIT-PRM 状
态，等待Set_Prm 报文。在此状态从站还可以接收Get_Cfg 或Slave_Diag 报文，但拒绝处理
其他报文，不能进行通讯。如果Set_Prm 正确，从站进入WAIT-CFG，等待Check_Cfg 报文。
Check_Cfg 报文规定输入和输出字节数。另外也可以接收Slave_Diag，Get_Cfg 报文。如果
Check_Cfg 正确，从站进入DATA_EXCH 状态，进行数据通讯，在此状态，从站可以接收来
自一类主站的Writing Outputs、Reading Inputs、Global_Control、Slave_Diag、Chk_Diag 和
Get_Cfg 报文。
图示PROFIBUS DP 从站状态机
当从设备发生异常时，如WD 超时，则SPC3 的状态就会改变，以保证系统的安全。开
发人员在软件调试过程中可通过检查SPC3 的状态寄存器来确认其工作状态。
3、PROFIBUS DP 协议介绍
3.1 PROFIBUS DP 协议
PROFIBUS DP 协议中规定了8 种主站-从站功能：读DP 从站诊断信息、传送输入与输
出数据、读DP-从站的输入与输出数据、发送参数数据、检查组态数据、读组态数据、对
DP 从站的控制命令、变更DP 从站的站地址。
在PROFIBUS DP 总线上传送的帧分为四种类型：可变数据字段长度的帧、有数据字段
的固定长度的帧、无数据字段的固定长度的帧和令牌帧。下面给出了有数据字段的固定长度
的帧中发送／请求帧和响应帧的格式。
1．发送／请求帧的格式：
2．回答帧的格式：
其中，SYN 同步时间，最小33 个线空闲位
SD3 开始定界符，值：A2H
DA 目的地址
SA 源地址
FC 帧控制
DATA_UNIT 数据字段，固定长度（L-3）＝8 个八位位组
FCS 帧检查顺序
ED 结束定界符，值：16H
L 信息字段长度，固定的八位位组的个数：L=11
图示 有数据字段的固定长度的帧
对于利用SPC3 芯片来开发DP 从设备的开发人员来讲，没有必要考虑如何对从总线接
收到的帧进行校验、解析和处理，也不必考虑如何将响应报文发送到总线上去，这些功能均
由SPC3 完成。需要说明的是，用户程序对协议报文收发的控制能力是很有限的。
SPC3 管理功能介绍
在上面介绍的DP 主站-从站服务中，诊断处理、参数化、检查组态数据和从设备地址设
置四种协议报文是必须了解的。
3.2 诊断处理（Dialog）
当从设备发生异常，可以通过诊断报文来向主站传递相关信息，此信息是从设备主动发
送的。标准的诊断信息有6 个字节，而且用户可以在标准诊断信息之后加入设备相关的诊断
信息，最长可扩展到244 字节。
SPC3 在收到应用程序传过来的诊断数据后，并不是立刻发给主站。而是在当前的服务
响应中置上标记，当主站收到这样的标记后，会在下个轮循周期内读取从站的诊断信息。
3.3 参数化(Parameter)
参数化报文主要是主站用来设置从设备的工作参数。从站的参数化在DP 系统的建立阶
段首先完成，也可在用户数据交换模式中完成。除总线一般参数数据外，DP 从站专用的参
数（如：较高或较低限值）传送到每个DP 从站。这些数据从主站参数集中的用户那里发送，
此参数集缓存在主站中。
标准的参数化信息是7 个字节，根据需要用户最长可扩展到244 个字节。
3.4 检查组态数据（CFG）
此功能允许DP 主站传送组态数据到DP 从站以便检查。它们包括输入输出区域的范围，
也包括关于数据连续性的信息。DP 从站中的用户程序会对接收到的组态数据进行检查，将
结果通知SPC3。
组态数据的内容和长度跟从站中被组态的模块数和设备描述（GSD）文件中描述该模块
的信息内容有关，例如，GSD 文件中有如下模块描述信息：
Module = "2AI*16bit" 0x43,0x41,0x01,0x10,0x02 ;
EndModule
表示这是一个2 通道的16 位精度的模拟量输入模块，是用5 个字节的内容描述的，后
三个字节的含义由开发商自行定义。
3.5 变更DP 从站的地址（SSA）
此功能允许DP 主站（2 类）变更DP 从站的地址。如DP 从站没有存储能力（EEPROM,
FLASH）或如果地址设置是以一个开关来实施的，则此功能以RS 出错报文来拒绝。与此同
时，用此功能发送Ident_Number。如果本地的和被传送的Ident_Number 相对应，那么站地
址将被改变。
附录
以上所讲内容可参见SPC3 用户手册和DP 协议规范。
相关内容可从 www.fieldbuses.com 网站下载。