[发明专利]一种ETHERNET/IP工业以太网到Profibus-DP现场总线的转换装置

摘要

一种ETHERNET/IP工业以太网到Profibus-DP现场总线的转换装置。硬件部分主要由带有高速UART口的主控芯片、以太网物理层收发器和Profibus-DP物理层收发芯片组成。基于ARM与纯软件Profibus-DP协议栈，采用ETHERNET/IP从站与Profibus-DP主站相结合的方式，将Profibus-DP设备接入ETHERNET/IP网络中。本发明采用软件协议栈+物理层收发器的方式实现Profibus-DP主站协议，不仅硬件结构简单，而且成本低廉；采用嵌入式实时操作系统作为操作系统平台，极大提高了协议转换的效率，可以很好地满足现场总线、工业以太网的高实时性要求。

主权项

一种Ethernet/IP工业以太网到Profibus‑DP现场总线的转换装置，包括主控CPU、Profibus‑DP接口芯片、以太网接口芯片PHY和对应的Profibus网络、以太网网络；其特征在于：主控CPU采用ARM公司Cortex‑M4构架的STM32F407VGT6，并且带有高速的UART口；以太网接口芯片PHY采用NS公司的DP83848CVV；Profibus‑DP接口芯片采用AD公司兼容Profibus‑DP标准的隔离型RS485收发芯片ADM2486，该芯片不仅可以实现Profibus‑DP物理层功能，还在片内集成了磁隔离；主控CPU通过UART口与所述收发芯片ADM2486连接,收发芯片ADM2486负责将UART口的电平信号转换为Profibus‑DP标准要求的RS485电平，并通过MII口与以太网接口芯片PHY的DP83848CVV连接，DP83848CVV负责将主控芯片的MII信号转换为以太网的电平信号；主控CPU运行Profibus‑DP协议栈、TCP/IP协议栈LwIP和嵌入式操作系统FreeRTOS，通过Profibus‑DP接口芯片和以太网接口芯片PHY实现以太网和PROFIBUS‑DP之间的数据交换。当需要远程配置该转换装置时，DP83848CVV负责把从以太网接收的数据帧发送给主控CPU，主控CPU进行解包处理，之后把处理过的数据打包通过ADM2486送到PROFIBUS‑DP现场总线上；当需要远程监察功能时，ADM2486把从PROFIBUS‑DP现场总线接收的数据发给主控CPU，主控CPU进行解包处理后将数据重新打包通过DP83848CVV送到以太网上。