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基于80C166單片機PEC服務的PROFIBUS-FDL從站協(xié)議實現(xiàn)
摘要：在詳細分析西門子８０Ｃ１６６單片機ＰＥＣ服務工作機制和ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＦＤＬ幀格式的基礎上，提出了基于該種單片機ＰＥＣ服務機制的ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＦＤＬ從站協(xié)議的實現(xiàn)方法，并在實際工作中得到成功應用。關鍵詞：８０Ｃ１６６ ＰＥＣ服務 ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＦＤＬ
當前工業(yè)設備制造技術正向高性能、專用化、分布式、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。以前，大量使用ＰＬＣ實現(xiàn)的控制系統(tǒng)，實踐證明雖然安全可靠，但由于ＰＬＣ本身的技術原因，很難達到更快速的實時控制要求?它們正被高性能的嵌入式專用控制器替代。這種專用控制器的設計，可以進一步提高設備的控制性能；引入現(xiàn)場總線技術，保證專用控制器的系統(tǒng)可集成性，以適應當前分布式、網(wǎng)絡化的應用趨勢。
本文是在研制棒材生產(chǎn)線飛剪的專用控制器時涉及的一個子課題。為保證該控制器能與現(xiàn)有ＰＬＣ網(wǎng)連接以及與遠程操作站通信，在幾乎不增加硬件的基礎上，利用核心ＣＰＵ——西門子８０Ｃ１６６所具有的一個類似ＤＭＡ的功能高效率地實現(xiàn)ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＦＤＬ從站協(xié)議。
１ 西門子８０Ｃ１６６單片機
８０Ｃ１６６單片機是西門子Ｃ１６６系列１６位嵌入式微控制器的第一代產(chǎn)品。其體系結構如圖１所示。它結合ＲＩＳＣ處理器的優(yōu)點，克服了ＣＩＳＣ處理器在嵌入式應用中的瓶頸；在２５ＭＨｚ時鐘頻率下，可達到１２．５ＭＩＰＳ，幾乎所有的指令執(zhí)行時間小于８０ｎｓ；在指令處理上，采用四級指令流水線管道結構；在存儲管理上，統(tǒng)一線性地址空間可達２５６ＫＢ，具有段?代碼?、頁?數(shù)據(jù)?式管理機制；采用寄存器池，上下文切換時間只要８０ｎｓ；１６位乘法４００ｎｓ，３２位除法８００ｎｓ，中斷響應時間最慢４００ｎｓ；外部事件控制器ＰＥＣ服務具有類似ＤＭＡ的功能，可實現(xiàn)存儲器與外設之間的高速數(shù)據(jù)傳輸；豐富的在片外設：１ＫＢ ＲＡＭ、１０路Ａ／Ｄ、７６路Ｉ／Ｏ、７個定時器／計數(shù)器、１６個比較／捕獲單元、２個串行通信接口、在片的ＷＡＴＣＨＤＯＧ等。
圖1 西門子80C166體系結構
２ ８０Ｃ１６６的ＰＥＣ服務
２．１ ８０Ｃ１６６的ＰＥＣ服務機制
ＰＥＣ是外部事件控制器的英文縮寫。ＰＥＣ服務是８０Ｃ１６６提供的一種特殊數(shù)據(jù)傳輸機制。其目的是在原有的中斷控制器基礎上，用較小的硬件代價、盡可能少占用處理機周期實現(xiàn)內(nèi)存與外部設備的快速數(shù)據(jù)交換?類似ＤＭＡ，但無需專用的ＤＭＡ控制器?。８０Ｃ１６６有８路ＰＥＣ服務通道。用ＰＥＣ服務進行一次數(shù)據(jù)傳輸，僅占用處理機一個機器周期?２０ＭＨｚ時１００ｎｓ，且不影響當前程序的執(zhí)行。
２．２ ＰＥＣ服務的工作過程
通常，當普通中斷事件發(fā)生時，系統(tǒng)將保存當前ＣＰＵ狀態(tài)ＰＳＷ和程序的地址；然后，根據(jù)不同的中斷源，進行上下文切換，裝載相應的中斷矢量，執(zhí)行相應的中斷服務程序；執(zhí)行完后，恢復被中斷程序的上下文，繼續(xù)執(zhí)行被中斷程序。
對于某一ＰＥＣ服務
[1] [2] [3] [4]
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