新闻动态
一种快速开发DeviceNet从站产品的实现方法
DeviceNet现场总线是由美国Rockwell公司开发，并由ODVA（Open DeviceNet Vendor Association）公益组织维护升级的一种工业通讯系统。DeviceNet的底层通讯基于成熟的CAN技术，具有较好的抗干扰能力和现场适应性，上层采用CIP通讯协议，可以将各种工业设备连接到总线，实现及时可靠的数据交换。
DeviceNet总线定义了产品间的互操作性，保证了众多供应商之间的产品可以互相联结交换数据，减少了配线和安装工业设备的成本和时间，同时标准的通讯协议还提供了各产品间强大的诊断功能，让系统的维护更简单易行。
DeviceNet是一种简单有效的现场级设备互联网络，大量应用于工厂自动化控制系统，如汽车生产线，机器人控制等，因此，开发DeviceNet接口可以提高设备的工业连网能力，将设备快速接入DeviceNet控制系统，提升产品的市场竞争力。
DeviceNet从站产品开发方案
DeviceNet是一种先进的现场总线工业通讯网络，因DeviceNet协议栈非常复杂，协议规定的冗余、互锁、故障保护机制等经过几十年的不断更新、迭代，内容复杂且不易理解。基于此，协议栈实现代码繁琐，如果自行开发需要经过不断的更新、迭代才能开发出成熟、稳定的产品，因此开发DeviceNet从站设备是非常具有挑战性的工作，需要投入大量的人力、物力以及时间。目前可行的方案分为如下几种，下面进行说明。
自行开发
自行开发DeviceNet接口可以先向ODVA组织购买协议，在充分阅读、理解协议后，建立开发测试环境，并开始设计相关硬件和固件程序，随后进行测试，有条件时可以购买一致性测试工具，对所开发产品进行测试，通过一致性测试的产品，才具有较好的协议兼容性，可以上市销售。
此种方案基于对协议的阅读理解基础上从0开始开发，难度相当大，就算开发完成，也需要较长时间的测试及市场检验方能稳定运行，耗时耗力，如果总线产品对于公司来说是非主力产品，则不建议此种开发模式。
购买商业协议栈开发
对于很多企业来说，如果具有一定的开发能力，而产品的销量也比较大，则购买商业协议栈是一个不错的选择。一般的商业协议栈包括DeviceNet协议的功能源代码，需要用户自己开发好硬件平台，通过修改协议栈中的硬件相关部分代码，进行移植，大多数商业协议栈的供应商可以协助你进行移植。
这种开发方案需要一次性购买协议栈源代码，费用较高，但后面的产品出货不会再产生成本，对于企业规模较大，且产品出货数量大的公司比较合适。
嵌入式模块开发
对于规模小，出货零散的公司来说，嵌入式模块是一种快速实现DeviceNet接口的方式，嵌入式模块将DeviceNet协议集成到一颗芯片，并已经将芯片运行周边必须的硬件元件设计好，封装成一个模块，用户只需要使用简单的串口通讯对模块进行必要的参数设置，就可以启动模块进行总线通讯。
嵌入式模块的单体成本相对较高，因此适合出货量小，但对成本要求不高的场合。
专用芯片开发
与嵌入式模块相对，专用芯片的成本将会低很多。DeviceNet专用芯片将协议栈集成到一颗芯片内，用户根据芯片厂家的参考电路自行设计硬件，将芯片运行必须的周边元件一起设计到自己的电路板上，未来生产时，只需要购买专用芯片即可。
专用芯片在让用户快速实现总线接口的同时，能大大降低单体采购成本，功能与嵌入式模块相同，是出货量在中小规模的公司首选的总线接口实现方式。
本文重点介绍使用KEYHO的IC1220从站芯片实现DeviceNet从站产品开发的方法。
IC1220从站专用芯片介绍
IC1220芯片是奇河（苏州）控制技术有限公司（KEYHO）推出的一款DeviceNet从站芯片，较小的封装非常容易集成到用户的电路板上，同时厂家提供了完整的参考电路，以保证用户设计的DeviceNet接口满足协议的物理层要求。
IC1220芯片规格如下：
|
||||||||||||||||
|
IC1220芯片集成了DeviceNet Group 2 only连接协议，可以与主站建立连接并交换数据，MIF接口和SCI接口是异步串行接口，可以通过MCU的UART口，使用Modbus协议与IC1220芯片进行通讯，对芯片的参数进行设置，并启动芯片运行。SSC接口是同步串行接口，可以连接外部移位寄存器，如HC595，HC165等，自动实现数字量输入输出功能。
IC1220外观如下图所示： |
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
| IC1220采用LQFP48封装，其引脚定义如下图： | ||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
使用IC1220来设计一个DeviceNet从站产品，用户不需要过多的了解DeviceNet协议相关的内容，只要了解一些基础信息即可，如波特率，站号，IO数据长度等。用户可以选择任何一款带UART串口的MCU，即可实现从站功能。 IC1220构建从站原理图MCU与IC1220芯片的连接如下： |
||||||||||||||||
|
|
由上图可知，MCU可以使用UART异步串口与IC1220的SCI接口连接，因为SCI接口即可以实现参数配置，也可以实现总线IO数据交换，使用比较方便。对于DeviceNet接口设计，IC1220芯片内置了CAN模块，用户只需要参考厂商提供的参考电路，就可以轻松实现CAN驱动电路，CAN的驱动电路也就是DeviceNet总线的接口电路，可以设计成隔离的，也可以是非隔离的。
另外，DeviceNet从站通常使用一个8位DIP开关来设置站号和波特率，也可以使用2个旋转开关，同时还有两颗红绿双色指示灯MS和NS，IC1220芯片集成了开关和LED灯的输出功能，用户只需要使用芯片的SSC接口，外接一颗HC165连接8位开关，一颗HC595连接MS和NS灯，IC1220就可以自动读取开关值来设置总线站号和波特率，同时也能自动输出LED状态，用户不需要再设计程序去处理这部分。
如果条件允许，可以在芯片的RUN脚位上接一颗LED，如果灯亮，表示芯片启动成功，处于运行状态。
关于详细的电路设计，可以参考厂商提供的参考电路。
IC1220从站芯片高度集成了DeviceNet从站通讯协议，将复杂的总线协议固化在芯片内，再提供简单易用的串行接口，采用工业控制中最普遍的Modbus协议，简单的设置几个相关参数后，即可以启动DeviceNet功能，并实时交换数据，快速实现设备的DeviceNet通讯接口开发，短时间就能让产品走向市场，提升产品的市场竞争力。因此，在DeviceNet总线产品开发中，这是一颗非常值得推荐的芯片。
