Anybus-ICAnybus-IC開發(fā)指導(dǎo)手冊(cè)HMSIndustrialNetworksABHMSIndustrialNetworksABPagePAGE4(18)Rev.1.0Anybus-ICAnybus-IC開發(fā)指導(dǎo)手冊(cè)更新記錄Rev.1.01.02013-02-22CreatedWJL1.1 2013-07-24Modified,addconfigbittableWJL適用說(shuō)明請(qǐng)注意，本手冊(cè)僅適用于開發(fā)人員快速啟動(dòng)對(duì)HMS公司的Anybus-IC代HMS的官方用戶手冊(cè)及其他官方產(chǎn)品資料。手冊(cè)中所實(shí)現(xiàn)的是Anybus-IC速掌握Anybus-IC的開發(fā)方法，實(shí)際應(yīng)用還需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行完善。在讀本手冊(cè)之前，建議用戶先通讀ABIC的官方用戶手冊(cè)《DesignGuideAnybus?-IC》，該手冊(cè)可從HMS官方網(wǎng)站()下載。在網(wǎng)站的Support頁(yè)面輸入對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品型號(hào)如AB6000可下載該與型號(hào)產(chǎn)品相關(guān)的所有資料。Rev.1.0目錄TOC\o"1-2"\h\z\uAnybus-IC概述 4ABIC的通信接口 4網(wǎng)絡(luò)通信接口 4SCI接口 4SSC接口 5MIF接口 5ABIC的開發(fā)流程 5硬件設(shè)計(jì) 5軟件設(shè)計(jì) 9MIF調(diào)試接口 13網(wǎng)絡(luò)通信測(cè)試 15Anybus-IC 概述

Rev.1.0Anybus-IC(以下簡(jiǎn)稱ABIC)是基于HMS的NP30網(wǎng)絡(luò)處理器的小型工業(yè)通訊接口芯片。它采用標(biāo)準(zhǔn)的32針的DIL種解決方案。每種ABIC型號(hào)對(duì)應(yīng)一種網(wǎng)絡(luò)接口，目前支持Profibus，DeviceNet，EtherNet/IP，ModbusTCP，CANopen和ProfinetIO六種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械、電氣和軟件接口確保了不同型號(hào)Anybus-IC之間的可互換性，即用戶進(jìn)行一次開發(fā)，即可實(shí)現(xiàn)6總線一致性認(rèn)證。ABIC

1Anybus-IC外形ABIC具有靈活的數(shù)據(jù)交換接口，除工業(yè)網(wǎng)絡(luò)接口外，還具有另三個(gè)數(shù)據(jù)交換接口，串行接口SCI(SerialCommunicationsInterface)，同步串行通道SSC(SynchronousSerialChannel)以及基于文本配置的監(jiān)視接口MIF(MonitorationInterface)。它們完全獨(dú)立地工作，并可以同時(shí)使用，如圖2所示。

2Anybus-IC的通信接口即直接與現(xiàn)場(chǎng)總線或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行工業(yè)通信的接口，如Profibus，EtherNet/IP不同的應(yīng)用環(huán)境等級(jí)要求，采用不同的網(wǎng)絡(luò)連接件例如M12或螺栓端子。SCI接口智能設(shè)備例如編碼器、傳感器/執(zhí)行器、操作終端和電機(jī)控制單元等產(chǎn)品通常具有微處理器。通過兩線TTL電平的異步串行接口(UART)，智能設(shè)備中的微處理器(如單片機(jī))可對(duì)ABIC作或應(yīng)用數(shù)據(jù)的交換。Anybus-ICAnybus-IC開發(fā)指導(dǎo)手冊(cè)HMSIndustrialNetworksHMSIndustrialNetworksABPagePAGE5(18)Rev.1.0ABIC和設(shè)備的微處理器之間的SCI通訊基于簡(jiǎn)單的ModbusRTU協(xié)議，ABIC作為ModbusRTU從站，用戶微處理器作為ModbusRTU主站。通過SCI接口，Anybus-IC支持最多128個(gè)字節(jié)的輸入和128個(gè)字節(jié)的輸出數(shù)據(jù)。SSC接口對(duì)于非智能設(shè)備，例如閥島和模塊化I/O設(shè)備，Anybus-IC提供時(shí)鐘移位寄存器接口(SSC)，無(wú)需微處理器即可直接訪問網(wǎng)絡(luò)循環(huán)I/O數(shù)據(jù)。加上A/D或D/A集成進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)總線或工業(yè)以太網(wǎng)。通過SSC接口，Anybus-IC支持最多16個(gè)字節(jié)的輸入和16個(gè)字節(jié)的輸出數(shù)據(jù)。MIF接口為用戶調(diào)試和維護(hù)方便，ABIC還集成了MIF本的方式查看和修改ABIC中全部寄存器的值。MIF接口也是兩線TTL電平的異步串行接口，HMS強(qiáng)烈建議用戶第一次開發(fā)時(shí)預(yù)留該接口以輔助調(diào)試。ABIC的開發(fā)流程ABIC的開發(fā)可簡(jiǎn)要分為3步：Step1：硬件設(shè)計(jì)，將ABIC模塊集成到用戶的電路板中。Step2：軟件設(shè)計(jì)，用戶微處理器通過SCI接口對(duì)ABIC戶采用無(wú)微處理器的方式，則無(wú)需這一步。Step3：網(wǎng)絡(luò)通信測(cè)試，用戶將通過ABIC實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)接口與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的主站如PLC試。硬件設(shè)計(jì)手冊(cè)《DesignGuideAnybus?-IC》對(duì)ABIC作了詳細(xì)的硬件描述，用戶應(yīng)參考該手冊(cè)作硬件設(shè)計(jì)。其中ABIC的各管腳定義如下：Anybus-ICAnybus-IC開發(fā)指導(dǎo)手冊(cè)HMSIndustrialNetworksABPagePAGEHMSIndustrialNetworksABPagePAGE21(18)Rev.1.0電源設(shè)計(jì)

表1Anybus-IC管腳定義ABIC采用+5V電源供電，各型號(hào)的電流消耗如下：網(wǎng)絡(luò)類型網(wǎng)絡(luò)類型ProfibusDeviceNetEtherNet/IP最大電流消耗(mA)15085250ModbusTCP250CANopenProfinet IO150250表2ABIC電流消耗值出于兼容性考慮，建議用戶電源芯片所能提供給ABIC的電流不低于300mA。復(fù)位電路/RESET管腳上不短于100ns的從高電平到低電平的跳變將觸發(fā)ABIC腳和地之間接一個(gè)100nF的電容。SCI電路

圖3復(fù)位電平示意圖SCI接口一般與用戶微處理器的UART接口相連，當(dāng)然根據(jù)應(yīng)用需要也可以將其外接到RS232，RS485或RS422接口上。SSC電路

圖4SCI接口Rev.1.0SSC通道通過移位狀態(tài)寄存器環(huán)路，提供無(wú)需微處理器的16字節(jié)的離散I/O的直接輸入輸出，網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)如地址和波特率的設(shè)置，以及總線狀態(tài)指示燈的狀態(tài)輸出。SSC通道的外圍電路參考設(shè)計(jì)如下：

圖5SSC通道示意圖圖6SSC外圍電路下面詳細(xì)介紹上面每部分的功能。

Rev.1.0FieldbusSpecificResgisterinput碼開關(guān)，實(shí)現(xiàn)總線波特率或地址的設(shè)定。其具體含義據(jù)總線類型不同而異，可參考對(duì)應(yīng)的總線特定手冊(cè)（如《FieldbusAppendixAnybus-ICPROFIBUS》）。冊(cè)《DesignGuideAnybus?-IC》。FieldbusSpecificResgisteroutput燈具體含義據(jù)總線類型不同而異，可參考對(duì)應(yīng)的總線特定手冊(cè)。指示燈參考電路詳見手冊(cè)《DesignGuideAnybus?-IC》。Inputbyte1到Inputbyte16為用戶開關(guān)量輸入，Outputbyte1到Outputbyte16為用戶開關(guān)量輸出，一般用于無(wú)微處理器情況下用戶離散I/O數(shù)據(jù)的輸入輸出。根據(jù)用戶的不同應(yīng)用需求，用戶可以選擇該電路中的一部分或全部實(shí)現(xiàn)。如用戶若希望從站地址和波特率通過SCI接口軟件設(shè)定，那么FieldbusSpecificResgisterinput部分就可以不設(shè)計(jì)；如I/O數(shù)據(jù)均通過SCI接口交換，那么Inputbyte和Outputbyte電路也可以不實(shí)現(xiàn)。注意，手冊(cè)中提到，對(duì)于SSC_DI1(Pin6)，如果用戶只使用InputRegisters，則將其連接到SCC_DO；若用戶只使用OutputRegisters，則將其連接到SCC_DI2；若InputRegisters和OutputRegisters均使用，則按圖5所示連接。此如果有CPU建議用戶直接使用SCI通道而不是SSC通道交換I/O數(shù)據(jù)。此外，需要設(shè)定從站地址（如ProfibusDP）或網(wǎng)絡(luò)波特率（如DeviceNet）的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，可以在SSC通道中的FieldbusSpecificResgisterinput電路加撥碼開關(guān)進(jìn)行硬件設(shè)定，也可以通過用戶CPU，利用SCI通道直接修改地址或波特率寄存器進(jìn)行軟件設(shè)定，因?yàn)橛脩鬋PU可以采集外接的撥碼開關(guān)或來(lái)自于HMI設(shè)定的參數(shù)，所以利用SCI接口模塊，如ProfinetIO，Ethernet/IP或ModbusTCP，還可以通過HMS提供的安裝于PC的AnybusIPconfig軟件，直接通過以太網(wǎng)修改ABIC的IP地址。MIF電路通過TTL轉(zhuǎn)RS232電路，可將MIF接口接入電腦，從而可使用電腦上的超級(jí)終端對(duì)ABIC進(jìn)行文本式的操作。建議用戶初次開發(fā)時(shí)引出該接口，量產(chǎn)版本可選擇不設(shè)計(jì)該電路。圖7MIF接口網(wǎng)絡(luò)接口電路

Rev.1.0ABIC提供了對(duì)應(yīng)工業(yè)總線或以太網(wǎng)的電氣接口，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境等級(jí)要求，用戶可采用適合自己對(duì)于Profibus，《FieldbusAppendixAnybus-ICPROFIBUS》推薦的總線接口電路如下。/INT電路

圖8Profibus總線接口典型電路當(dāng)發(fā)生中斷配置寄存器InterruptConfig中發(fā)生的事件時(shí)，ABIC可通過中斷引腳/INT給用戶提供InterruptCause讀InterruptCause將清除中斷，同時(shí)清除InterruptCause中的值。如果資源允許，用戶可將其接入微處理器的中斷引腳。軟件設(shè)計(jì)對(duì)于采用微處理器控制的應(yīng)用，用戶需要在微處理器中編寫程序，通過SCI接口，采用RTU協(xié)議對(duì)ABIC進(jìn)行初始化操作和應(yīng)用數(shù)據(jù)交換。ModbusRTU是一種非常簡(jiǎn)單的主從式串行協(xié)議。用戶微處理器作為Modbus主站向作為Modbus從站的ABIC發(fā)送讀寫命令，ABIC作出相應(yīng)的響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)為50ms，用戶程序可將50ms作為ABIC的最小超時(shí)時(shí)間。另外《DesignGuideAnybus?-IC》中列出的單字節(jié)參數(shù)均位于Modbus寄存器的低字節(jié)，Modbus地址指的是基于0開始的Modbus報(bào)文地址。用戶若不了解ModbusRTU協(xié)議，可在網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，HMS也提供了C語(yǔ)言格式的例程給用戶參考。作為簡(jiǎn)單示例，以下根據(jù)如下要求進(jìn)行ABIC的配置：通過SCI接口傳輸I/O數(shù)據(jù)；8字節(jié)數(shù)據(jù)輸入（相對(duì)于主站如PLC，即設(shè)備送到主站的數(shù)據(jù)）；10字節(jié)數(shù)據(jù)輸出（相對(duì)于主站如PLC，即設(shè)備接收主站的數(shù)據(jù)）；通過SCI軟件設(shè)定網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)。配置步驟如下：通信握手ABIC的SCI端作為Modbus從站，其默認(rèn)通信參數(shù)如下：Modbus地址：01Rev.1.0波特率：自動(dòng)檢測(cè)奇偶校驗(yàn)：無(wú)當(dāng)用戶CPU的UART接口以4800/9600/19200/38400/57600bit/s波特率之一向ABIC發(fā)送特定的報(bào)文時(shí)，ABIC會(huì)根據(jù)收到的報(bào)文自動(dòng)檢測(cè)用戶的串口波特率。發(fā)送的報(bào)文為：01h03h50h01h00h01hC4hCAh按照Modbus協(xié)議，01h為目標(biāo)Modbus從站地址，03h為讀寄存器功能碼，5001h為所讀寄存器地址，0001h為讀寄存器的個(gè)數(shù)，C4CAh為CRC校驗(yàn)值，所以該報(bào)文含義為讀ABIC中寄存器5001h的值。當(dāng)ABIC檢測(cè)到波特率后，將以同樣波特率回復(fù)該寄存器的值0：01h03h02h00h00hB8h44h一般該報(bào)文發(fā)送不超過20次，ABIC即可檢測(cè)到SCI的波特率，注意兩次發(fā)送之間時(shí)間不要低于10ms。通用參數(shù)配置通用參數(shù)用于ABIC的基本配置并指示其狀態(tài)信息，這些參數(shù)適用于所有型號(hào)的ABIC，主要有：表3通用參數(shù)其具體含義請(qǐng)參考《DesignGuideAnybus?-IC》中的說(shuō)明。這里我們只修改8號(hào)參數(shù)0x5008，其他參數(shù)保持出廠默認(rèn)值。0x5008參數(shù)指定了SSC通道設(shè)置及從站地址和波特率如何決定。如果用戶不用SSC通道而用通道傳輸I/O數(shù)據(jù)，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)由SCI設(shè)置寄存器決定時(shí)，其值應(yīng)設(shè)為0x37，所以用戶CPU向ABIC發(fā)送如下報(bào)文修改：01h10h50h08h00h01h02h00h37hB7h0Dh另外，以下為當(dāng)用戶選擇不同的方式設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（波特率，地址等）時(shí)，對(duì)應(yīng)的0x5008寄存Rev.1.0器設(shè)定值：常見情況組合常見情況組合0x5008不通過SSC，而是通過SCI讀寫相應(yīng)寄存器的方式設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和讀LED狀態(tài)通過SCI寫寄存器設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，通過SSC輸出LED狀態(tài)0x0037通過SSC設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，通過SCI讀寄存器查詢LED狀態(tài)0x000b通過SSC設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)并輸出LED狀態(tài)0x0003寄存器值0x003F表40x5008寄存器的設(shè)定I/O參數(shù)配置由于SCI通道及SSC通道的I/O數(shù)據(jù)均可映射到總線側(cè)，所以需要在初始化時(shí)通過修改I/O定如何映射，這些參數(shù)適用于所有型號(hào)的ABIC，主要有：表5I/O參數(shù)在此示例中，我們需要將來(lái)自于用戶CPU的8字節(jié)Input數(shù)據(jù)通過SCI將來(lái)自于主站的10字節(jié)Output數(shù)據(jù)通過SCI通道映射到用戶CPU，SSC通道可以不用，如圖所示：Rev.1.0圖9I/O映射圖Modbus0x60180x6007Input數(shù)據(jù)映射Modbus0x60180x6007Input數(shù)據(jù)映射參數(shù)名稱SCIInConfigFBInSCISize修改值(十進(jìn)制)8Modbus0x601C80x6001Output數(shù)據(jù)映射參數(shù)名稱SCIOutFBSizeFBOutConfig修改值(十進(jìn)制)1010網(wǎng)絡(luò)特定參數(shù)配置

表6I/O參數(shù)配置由于每種類型的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)都有各自的網(wǎng)絡(luò)特定參數(shù)，因此ABIC的網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)，詳見網(wǎng)絡(luò)附加手冊(cè)。對(duì)于ProfibusDP，可參考其附加手冊(cè)《FieldbusAppendixAnybus-ICPROFIBUS》查找其網(wǎng)絡(luò)特定參數(shù)：Rev.1.0表7ProfibusDP特定參數(shù)對(duì)于一般應(yīng)用，大多數(shù)參數(shù)可以保持默認(rèn)值，只需修改網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)如波特率和地址。對(duì)于ProfibusDP，從站自適應(yīng)主站波特率，因此只需修改7003h設(shè)定地址，假定地址設(shè)為3，則用戶CPU向ABIC發(fā)送如下報(bào)文：01h10h70h03h00h01h02h00h03h97hA5h初始化完成在以上參數(shù)設(shè)置完成后，通過將ModuleMode寄存器(0x5001)置1，完成ABIC的初始化，此后ABIC就可以與主站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。發(fā)送報(bào)文如下：01h10h50h01h00h01h02h00h01h36h44h為確保寫該寄存器成功，建議用戶寫完后讀該寄存器確認(rèn)其值為1.I/O數(shù)據(jù)交換ABIC開辟了一片128字節(jié)的輸入緩沖區(qū)SCIINbuffer，地址為0000h...003Fh，用于接收來(lái)自于用戶CPU的Inputdata，并等待主站來(lái)讀；同時(shí)開辟了一片128字節(jié)的輸出沖區(qū)SCIOUTbuffer，地址為1000h...103Fh，用于接收來(lái)自于主站的Outputdata，并等待用戶CPU來(lái)讀。初始化成功后，用戶即可讀1000h開始的10字節(jié)主站輸出數(shù)據(jù)，寫0000h開始的8據(jù)，實(shí)現(xiàn)I/O數(shù)據(jù)交換。MIF調(diào)試接口為幫助用戶調(diào)試，ABIC預(yù)留了一個(gè)MIF接口，配合電腦自帶的超級(jí)終端，用戶可以通過該接口在電腦端以文本的方式訪問ABIC的所有寄存器。所以在SCI接口不連的情況下，用戶也可以利用接口實(shí)現(xiàn)ABIC的初始化和數(shù)據(jù)交換，這對(duì)用戶調(diào)試時(shí)分離SCI接口問題，或者在無(wú)主站的情況下監(jiān)視SCI輸入數(shù)據(jù)時(shí)很有幫助的。MIF接口通信參數(shù)Rev.1.0將ABIC的MIF接口由TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232級(jí)終端，選擇所連接的串口端號(hào)，端口參數(shù)設(shè)置為ABIC默認(rèn)的MIF通信參數(shù)，波特率38400位/秒，8位數(shù)據(jù)位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，1位停止位，流控制選擇“無(wú)”。超級(jí)終端界面端口參數(shù)設(shè)置完成后，點(diǎn)擊電腦鍵盤左上角的“Esc”，超級(jí)終端將會(huì)呈現(xiàn)如下主界面（以DP塊為例）：通過MIF修改參數(shù)

圖10超級(jí)終端主界面輸入25組，13，4是與I/Osize配置相關(guān)的參數(shù)，5是總線特定參數(shù)，用戶可以根據(jù)調(diào)試需要進(jìn)入其中的各組，觀察或修改各參數(shù)值。圖11參數(shù)界面Rev.1.0例如在上圖界面輸入1，回車后進(jìn)入Anybus-IC參數(shù)界面，然后輸入8，回車后即可修改8號(hào)參數(shù)ConfigBits。例如輸入3F，回車，即可將其值修改為3F，效果與通過SCI發(fā)送Modbus報(bào)文相同。圖12修改ConfigBits值任何時(shí)候點(diǎn)擊“Esc”即可回到上一界面。通過MIF監(jiān)視I/O數(shù)據(jù)選擇主界面中的第三項(xiàng)“Monitor”，可以監(jiān)視ABIC的I/O緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，具體操作將在下面的通信測(cè)試章節(jié)詳細(xì)介紹