[发明专利]一种Modbus与Device Net协议识别兼容的设计方法

权利要求书

1.一种Modbus与Device Net协议识别兼容的设计方法，其特征在于，该方法包括：

(1)设计FPGA控制器模块，实现协议传输、识别和分类；

(2)设计以CPU为核心的处理器模块，实现Device Net或Modbus协议与上位机的主、从站通信；

(3)设计可兼容的外部接口管脚定义和尺寸封装，实现满足Modbus协议与Device Net协议接口兼容要求；

(4)设计CAN控制器模块，实现对UART总线的通信速率、流控方式、数据位、停止位及校验位的配置；

(5)依据步骤(1)～(4)，搭建协议识别兼容设计的系统硬件电路；

(6)依据步骤(1)～(5)，搭建协议识别兼容设计的软件架构。

2.根据权利要求1所述的Modbus与Device Net协议识别兼容的设计方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述系统硬件电路包括：通信接口逻辑模块、FPGA控制器硬件电路、Modbus网络模块、CAN总线收发器、光电隔离电路、CAN控制器电路、RS485差动收发器电路、CPU处理器电路及外围电路。

3.根据权利要求1或2所述的Modbus与Device Net协议识别兼容的设计方法，其特征在于，步骤(5)中，所述系统硬件电路的数据处理流程为：通信接口逻辑模块与FPGA控制器连接，当接入外部数据后，由FPGA控制器识别数据协议是Modbus协议还是Devicenet协议；FPGA控制器又分别与Modbus网络及Device net网络两模块相连接；若FPGA控制器识别为Modbus协议则进入Modbus网络模块，再通过RS485差动收发器后进入CPU处理器，进行数据处理；CPU处理器处理完成后直接通过RS485接口输出；若FPGA控制器识别为Device net协议，则进入Device net网络模块，再通过CAN总线收发器接收数据后进行光电隔离，由CAN控制器接收后进入CPU处理器进行数据处理，CPU处理器处理完成后发送给CAN控制器，再经过光隔离后，从CAN总线收发器发出。

4.根据权利要求1所述的Modbus与Device Net协议识别兼容的设计方法，其特征在于，所述以CPU为核心的处理器模块包括：CPU处理器和双口RAM电路，彼此相互连接。

5.根据权利要求2所述的Modbus与Device Net协议识别兼容的设计方法，其特征在于，所述外围电路包括：复位电路、时钟电路、电源电路、存储器电路，电源电路为系统其它硬件电路提供电源供应，其它外围电路与CPU处理器相连接。

6.根据权利要求1所述的一种Modbus与Device Net协议识别兼容的设计方法，其特征在于，所搭建协议识别兼容设计的软件架构，具体包括：

(61)基于通信帧格式的差异，通过编程实现Modbus数据链路层协议、Device Net应用层协议的传输；

(62)采用软件宏定义的方法来实现协议识别和分类，实现Modbus数据链路层的CRC校验以及Modbus报文的接收和发送，实现Device Net应用层的重复MAC ID检测、报文发送、报文接受及各个具体对象的处理。

7.根据权利要求6所述的Modbus与Device Net协议识别兼容的设计方法，其特征在于：所述步骤(61)采用了Verilog语言编程。