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基于雙口RAM的LonWorks智能通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
摘要：介紹一種基于雙口RAM的LonWorks現(xiàn)場總線智能通信節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法，并給出詳細(xì)的設(shè)計(jì)步驟、硬件及軟件實(shí)現(xiàn)。通過此LonWorks智能通信節(jié)點(diǎn)，能夠完成RS-232-C/RS-485標(biāo)準(zhǔn)與LonTalk協(xié)議間的轉(zhuǎn)換提供RS-232-C/RS-485網(wǎng)絡(luò)到LonWorks網(wǎng)絡(luò)的接口，因此，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線 LonWorks 智能節(jié)點(diǎn) 神經(jīng)元芯片 雙口RAM
引言
LonWorks(Local Operating Networks，局部操作網(wǎng)絡(luò))總線是由美國Echelon公司推出的一種現(xiàn)場總線技術(shù)。由于LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)的開放性、高速性和互操作性，它已廣泛用于工業(yè)、樓宇、家庭、辦公設(shè)備、交通運(yùn)輸、能源等自動化領(lǐng)域。EIA RS-232-C/RS-485通信網(wǎng)絡(luò)在控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為普及，許多設(shè)備大都只提供RS-232或RS-485/422接口，不能直接接入LonWorks網(wǎng)絡(luò)。因此，需要將現(xiàn)場LON網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上的信息轉(zhuǎn)換為RS-232-C/RS-485標(biāo)準(zhǔn)的信號，或?qū)S-232-C/RS-485標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為包含LonTalk協(xié)議的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)也為上位PC機(jī)、底層工作站提供轉(zhuǎn)換接口。本文所設(shè)計(jì)的LonWorks智能通信節(jié)點(diǎn)方便地與EIA RS-232-C/RS-485標(biāo)準(zhǔn)的串行I/O設(shè)備進(jìn)行通信，輕松實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)與上位PC機(jī)或其它RS-232-C/RS-485控制設(shè)備之間的可靠、準(zhǔn)確、快捷數(shù)據(jù)傳遞。
1 LonWorks智能通信節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)
1.1 節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì)
智能節(jié)點(diǎn)以Neuron神經(jīng)元處理器芯片為核心，其硬件電路還包括收發(fā)器、EEPROM、雙口RAM、譯碼電路和service電路等。以神經(jīng)元芯片構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)接口，由它通過LonTalk協(xié)議與網(wǎng)上的其它智能節(jié)點(diǎn)通信，并通過雙口RAM的訪問實(shí)現(xiàn)與其它網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。節(jié)點(diǎn)中用雙口RAM充當(dāng)不同網(wǎng)絡(luò)通信過程中現(xiàn)場信息的接收、發(fā)送緩沖區(qū)，完成最近發(fā)送到達(dá)的交換數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能，緩解和避免系統(tǒng)緩存緊張和瓶頸的產(chǎn)生。用非易失性存儲器EEPROM存放LonTalk網(wǎng)絡(luò)協(xié)議固件、多任務(wù)調(diào)度程序、網(wǎng)絡(luò)適配器通信管理程序以及網(wǎng)絡(luò)配置信息等。節(jié)點(diǎn)的硬件組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。
智能節(jié)點(diǎn)的基本結(jié)構(gòu)可分為兩部分：以Neuron 3150神經(jīng)元芯片主構(gòu)成的LonWorks現(xiàn)場總線一側(cè)，其基本功能是實(shí)現(xiàn)LON網(wǎng)絡(luò)上的智能節(jié)點(diǎn)功能；另一側(cè)是由單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的串行通信接口，其功能是實(shí)現(xiàn)EIA RS-232-C/RS-485標(biāo)準(zhǔn)的串行通信。在這兩部分間采用了雙口RAM CY7C130芯片作為數(shù)據(jù)共享區(qū)。CY7C130通信接口電路的左端口與Neuron 3150芯片連接，右端口與8051單片機(jī)系統(tǒng)連接，如圖2所示。雙口RAM的兩端都有獨(dú)立的數(shù)據(jù)線、地址線和控制線，兩端都可對雙口RAM的任意單元進(jìn)行操作。只要兩端不同時(shí)對同一地址單元進(jìn)行操作就不會發(fā)生沖突。BUSY顯示本端口想要存取的地址正在被另一個(gè)端口操作，發(fā)生硬件沖突時(shí)，后操
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