SPC3芯片在DP从站开发中的详细介绍.doc

SPC3芯片在DP从站开发中的详细介绍单片机附加协议芯片是常用的从站实现方案之一，与单片机附加内部软件的方案相比，用于控制通信状态机制的内部程序已经大大减少。 SPC3芯片是西门子公司向用户推出的功能强大的协议芯片之一，其通信机制是由其内部各个寄存器完成，通常单片机处理的内部程序都用于芯片内部RAM 空间分配的计算以及对SPC3进行设置。熟悉SPC3的内部结构及各个寄存器的工作机制，掌握了芯片寄存器初始化以及为数据交换配置通信缓冲区的方法，开发人员就可以脱离对开发包中功能强大但计算过于繁琐的FW固件的依赖，自行根据从站的需求对SPC3芯片进行设置。 1 SPC3芯片应用 由于已经集成了大部分的通信状态机制，应用了SPC3芯片的从站只需要针对数据传输部分进行硬件及内部程序的开发。 SPC3芯片内部的双口RAM可作为单片机的外部RAM使用，用于与微处理器进行数据交换。在芯片内部已经搭建了完整的SAP通信结构，用户可以直接从各个缓冲区中直接获取报文中的相关数据。简单来说，内部程序设计的主要任务就是SPC3芯片的初始化、数据传输、从站诊断以及中断程序的处理。在内部程序中搭建完整的SPC3芯片寄存器数据结构后，以上问题都可以轻松解决。 2 芯片初始化 芯片的初始化要在SPC3尚处于oFFline状态时完成，是从站接口的所有程序中比较重要且繁杂的一部分。在初始化过程中需要完成从站基本信息及功能相关寄存器的配置，SPC3内部数据缓冲区指针的计算以及外部中断相关的各种定义。 2．1 功能性设置 SPC3内部寄存器中有数个字节用于保存从站的ID号，地址，中断屏蔽以及硬件模式等基本信息。通过对这些寄存器的设置，可以使从站拥有相关的功能。用户可以根据开发需要直接对SPC3寄存器内各位进行设置。下面针对各个寄存器不同的功能，对如何进行设置进行详细的介绍。 2．1．1 从站信息相关寄存器 在从站上电初始化时，要确定一些与从站本身相关的信息，如从站ID号，与硬件地址等。和这些信息有关的寄存器分别位于SPC3芯片内部RAM的3A、3B以及16H，只要将产品ID号以及用户设定的从站地址写入相应的寄存器即可。 2．1．2 中断屏蔽寄存器 SPC3智能芯片中的中断控制器由中断请求寄存器，中断屏蔽寄存器与中断响应寄存器三部分组成，具体结构如图1所示。用户可以自由选择从站所需的外部中断功能，并由中断屏蔽寄存器使之有效。 图1 中断控制器结构 中断屏蔽寄存器IMR占用地址04、05H， 其中各位与其它寄存器不同，为逻辑0有效。试举例说明，根据中断屏蔽寄存器中各位的含义，一个在V0通信中支持GO_LEAVE_DATA_EX、WD_DP_MODE_TIMEOUT、NEW_GC_COMMAND、NEW_SSA_DATA、NEW_CFG_DATA、NEW_PRM_DATA、BAUDRATE_DETECT外部中断的从站，其中断屏蔽寄存器中应写入的值为0xF1F0。 2．1．3 模式寄存器 SPC3芯片有两个内部模式寄存器mode_reg 0/1，分别占用了06,07H与08,09H四个字节的空间。 位于06，07H的模式寄存器0只能在SPC3芯片的oFFline状态下设置。各种选择性功能以及用户时基都应在模式寄存器0中进行定义。一个支持同步冻结功能，中断优先级为低，并要求用户WD时基为10 ms的简单从站I/O的模式寄存器内应写入数值为0xC005。与其它可选择性的功能设置不同，DP_MODE这一位始终要求置为逻辑1，表示支持DP通信。 与模式寄存器0不同，位于08，09H的模式寄存器1中的各控制位都可以独立的进行设置或解除，不仅限于offline状态才可以设置。SPC3芯片完成初始化之后，由offline至passive-idle状态之间的转换就是通过将模式寄存器1中的START-SPC3位置为逻辑1而实现的。其它各位的设置，如重置看门狗定时器Res user WD等等，都可以根据从站的需要灵活应用。 2．2 内部空间分配计算 完成DP通信设置相关的初始化之后，开始进行DP通信数据缓冲区的相关设置。主站与从站之间的交换数据并不一定会占用芯片内部所有的空间。但是，当所需传输的数据长度过长时（如，输入输出各244字节，过大的用户参数），可能会出现1.5K的内部RAM无法满足通信需要的情况。这种情况是不允许的，要求用户在初始化时就根据各个报文传输数据的长度进行相关的空间计算，以排除类似的错误。 空间占用数据总长度的计算十分容易，其公式如下： 数据总长度＝(输出缓冲区＋输入缓冲区)×3＋诊断缓冲区×2＋配置缓冲区×2＋站地址改变缓冲区＋参数化缓冲器＋AUX 1＋AUX 2 需要注意的是，SPC3芯片是将数据进行分段存储的。1.5K的空间被