基于Profibus-DP现场总线通信接口设计

O 引言
Profibus是开放的、与制造商无关、无知识产权保护的标准。因此世界上任何人都可以获得该标准并各自的软硬件解决方案。Pro-fibus-DP的开发有两种方案选择：单片机+软件；单片机+Profibus芯片ASIC。
方案2中协议完全由ProfibusASIC来实现，单片机主要处理用户程序。因此方案2开发周期相对少很多，本文将采用单片机+Profibus通信ASIC来实现Profibus通信的。

1 基本特性
Profibus包括三个兼容系列：Profibus-FMS，，Profibus-PA。FMS提供大量的通信服务用于完成以中等传输速度进行的循环和非循环的通信服务；DP是一种经过优化的高速廉价的通信连接，适用于实时性要求较高的场合，主要用于自动控制与分散式外设之间的通信；PA是专为过程自动化而，具有本质安全性，用于安全性要求较高的场合及供电的站点。
1．1 协议结构
Profibus-DP协议采用了ISO／OSI模型的第1层(物理层)、第2层(数据链路层)，除去了3～7层，并自定义了用户层，这种协议结构保证了数据传输的快速有效。
1．2 报文结构
Profibus-DP数据编码采用异步不归零制，传输线的空载电平为“1”。为了避免数据传输中发生冲突而导致数据丢失，在每个请求报文发送前必须保证33位(同步时间)的空载状态。在单个字符间所有数据传送时没有间隙，即无缝。各种报文的格式如图1所示。

1．3 Profibus-DP从站状态机
图2为DP从站状态机的简单图示。各种椭圆表示不同的状态，带箭头的连线表示状态间的转换，连线上的文字表示状态转换所需满足的条件。