D0I:10.13374/j.issn1001053x.1999.06.025 第21卷第6期 北京科技大学学报 Vol.21 No.6 1999年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1999 EIA RS-232-C/RS-485信号Lon Works节点 赵家贵文波 北京科技大学信息工程学院，北京100083 摘要针对工业现场常见的EIA RS-232-C/RS-485信号设计了一类基于Neuron芯片的Lon- Works节点，该节点构成了EIA RS-232-CRS-485标准与LON的通讯协议之间的网关， 关键词LON Neuron芯片：EIA RS-232-CRS-485标准；节点 分类号TP393.03 从80年代末开始现场总线(FieldBus)成为 LonTalk协议之间的网关， 工业控制领域的热点，至今己出现多种现场总 线标准，较为著名的有FF,CAN和LON等四. 1节点硬件设计 以Neuron芯片为核心，辅以Lon Works收发 1.1 Lon Works节点硬件结构框图 器、现场信号的前置调理等电路即可构成LON 该节点的框图如图1所示. 的组成单元一典型节点.节点的作用是将工 ERROM 晶振 业现场的传感器或执行器的信号转换为包含 LonTalk协议的数据，从而与现场的其他节点直 接进行通讯，最终使得测量和控制等功能全部 232接可-UART,Neuron芯片 4 Lon Works 下放到现场级设备). 收发器 EIA RS-232-CRS-485地标准广泛为工业现 485接口 RAM LON网络介质 场设备所采用，是一种常见的电气和通讯接口， 图1BS-232-C/485信号的Lon Works节点结构框图 如PLC、智能仪器和调制解调器等设备均采用 232或485标准.因此，将现场设备的232/485信 该节点的工作原理如下：采用适当的接口 号转换为包含LonTalk协议的信息，从而与现场 芯片将现场信号电平转换为TTL兼容电平：采 的其他LON节点以及LON网络管理设备实现 用硬件UART将串行信号转换为并行信号从而 通讯，具有实际应用和拓宽LON应用范围的意 与Neuron芯片接口；Neuron芯片将输入数据处 义. 理为网络变量或其他包含LonTalk协议的数据 Neuron芯片的11个I/O有34种可选工作 并输出；采用Lon Works收发器将Neuron芯片 模式，其中包括串行I/O方式.该方式的数据格 的输出数据发送至LON的网络介质. 式为1位起始位、8位数据位和1位停止位，数 该节点既可与进行测量的现场仪表相连， 据速率可由软件设置为600,1200,2400和4800 也可与执行控制功能的设备相连，也就是说， bs,且其工作方式为半双工.从数据速率和工 该节点可处理双向信号，而这是通过软件设计 作方式来看，Neuron芯片自身所提供的串行接 来实现的. 口有很大的局限性，例如当数据速率要求大于 1.2节点的硬件电路设计 4800bps或要求全双工方式工作等情况下均无 该节点中，Neuron芯片选用Motorola公司 法实现.鉴于此，根据现场具体应用的要求，本 生产的MC143150.3150片内存储器的地址范 文设计了最大数据传输速率为115,200bps、全 围是E8OOH一FFFFH,包括2kB的SRAM和 双工的工作方式（不包括485信号）的Lon Works 512B的EEPROM.3150可以外接存储器，如 节点.该节点实际是RS-232-CRS-485标准与 RAM、ROM、EEPROM或FLASH,其地址范围 是0000H一E7FFH.根据一般应用的性能和成本 1999-04-06收稿赵家贵男，52岁，副教授第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 】 心 一 一 一 信号 心 节点 赵家贵 文 波 北京科技大学信息工程学院 ， 北京 摘 要 针 对 工 业现场 常见 的 一 一 瓜 一 信号设计 了一类基于 芯片的 · 节 点 ， 该 节 点构成 了 一 一 瓜 一 标准与 的通讯 协议之 间的网关 关键 词 芯 片 一 一 瓜 一 标准 节点 分 类号 从 年代末 开 始 现场 总 线 成 为 工 业 控制领域 的热 点 ， 至今 己 出现 多种现场 总 线标准 ， 较 为著 名 的有 ， 和 等〔 以 芯 片 为核 心 ， 辅 以 收发 器 、 现场 信 号 的前 置 调 理等 电路 即 可 构 成 的组 成 单 元— 典 型 节 点 节 点 的作用 是 将工 业 现 场 的传 感 器 或 执 行 器 的信 号 转 换 为 包 含 协 议 的数 据 ， 从而 与 现场 的其他节 点直 接进行 通讯 ， 最 终使得测 量 和 控 制 等 功 能全部 下 放 到 现场 级 设 备 〔 一 一 一 地标准广 泛 为工 业现 场 设备所采用 ， 是 一 种 常 见 的 电气和 通讯接 口 ， 如 、 智 能仪器和 调 制 解 调 器 等设备均采用 或 标准 因 此 ， 将现场 设 备 的 信 号转换 为包含 协议 的信息 ， 从而 与现场 的其他 节 点 以及 网 络 管理 设 备 实现 通讯 ， 具有 实 际应用和 拓 宽 应 用 范 围 的意 义 芯 片 的 个 有 种可 选工 作 模式 ， 其 中包 括 串行 方 式 该 方式 的数 据格 式为 位起 始位 、 位 数据位 和 位停 止位 ， 数 据速率可 由软件设置 为 ， ， 和 ， 且 其 工 作方 式 为 半 双 工 从 数据 速 率和 工 作方 式来看 ， 芯 片 自身所提供 的 串行接 口 有 很 大 的局 限 性 ， 例 如 当数据 速 率要 求大于 或 要 求全双 工 方式工 作等情 况 下 均无 法 实现 鉴 于此 ， 根据 现场 具 体应用 的要 求 ， 本 文 设 计 了最 大 数据 传 输速率 为 巧 ， 、 全 双 工 的工 作 方 式 不 包括 信 号 的 节 点 该 节 点 实 际 是 一 一 一 标准 与 协议之 间的网关 节点硬件设计 件结构框图 图 所示 收发器 晶振 接 口 卜 网络介质 图 一 一 信号 的 节点结构框圈 该节 点 的工 作原理 如下 采用适 当的接 口 芯 片将现场信号 电平 转换为 兼容 电平 采 用硬 件 将串行信号转换为并行信号从而 与 芯 片接 口 芯 片将输入数据 处 理 为 网络变量 或其他包含 协议 的数据 并输 出 采用 认 收发器将 芯 片 的输 出数据 发送 至 的 网络 介质 该节 点 既 可 与进行 测量 的现场仪表相 连 ， 也可 与执行控制功能 的设 备相 连 也 就 是说 ， 该节 点可 处理双 向信号 ， 而 这 是 通过软 件 设 计 来实现 的 节点的硬件 电路设计 该节 点 中 ， 芯 片选用 公 司 生 产 的 片 内存储器 的地址 范 围是 一 ， 包括 的 和 的 可 以外接存储器 ， 如 、 、 或 ， 其 地址 范 围 一 一 是 一 根据 一般应用 的性 能和成本 收稿 赵 家贵 男 ， 岁 ， 副教授 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．1999．06．025