基于PROFIBUS的智能接口芯片SPC3及其应用

　　1 引言

　　SPC3是一种可以广泛应用于工业现场总线PROFIBUS-DP的智能接口芯片。现场总线技术是一种实现现场级设备数字化通信的工业现场层网络通信技术，它可用一条电缆将现场设备连接起来以完成现场设备控制、监测和远程参数化等功能。

　　烟草行业的数据采集与监控系统的数据传输量大，实时性强，并要求在较短的时间内完成各种参数的设置和数据更新。如一个卷接机组生产速度每分钟可达16000支，这样，在高速运行过程中，机组要对生产的烟支重量、质量等进行实时在线检测、计算判断与控制，并采集整个机组的运行状态、各传感器执行器的工作状况以及各分控制系统的实时数据，要求其控制系统必须具有较高的实时性、精确性、可靠性。因此，在卷接机组电控系统的设计中，笔者采用了PROFIBUS现场总线技术，其总控系统与各分系统的接口芯片采用了SPC3。

　　2 PROFIBUS总线和SPC3芯片简介

　　2.1 PROFIBUS总线

　　PROFIBUS-DP是欧洲首屈一指的开放式现场总线系统，它的应用领域包括加工制造自动化、过程自动化和楼宇自动化。数据通讯采用标准RS-485接口，传输速率可达12Mbps，传输距离可达23.8km，而且响应时间短、抗干扰能力强。通过双绞线或光缆进行数据传输，极易扩展，它不但能与执行器、传感器接口进行连接，也可以通过各种专用集成电路(ASIC)和接口模块来简化设备的连接，最多可以连接125个节点。

　　2.2 智能芯片SPC3

　　根据传输数据量的大小和智能化程度，SIMENS公司提供了SPC2、SPC3、LSPM2等不同种类的芯片来连接PROFIBUS-DP主站与从站。这里笔者选用SPC3来完成本系统的设计。SPC3(SIMENS PROFIBUS CONTROLER )集成了完整的DP协议，其中包括方式寄存器、状态寄存器、中断寄存器、各种缓冲器指针和缓冲区等。该芯片内部含有1.5kB的 RAM，带有11位地址线的并行8位接口，全部存储器分为192段，每段8个字节，用户可以立即寻址。SPC3支持所有8位处理机和微处理器。也可以自动完成“字节转换”，这使得摩托罗拉处理器可以直接正确读取16位值，通常读和写可通过两个口(8位数据总线)来完成。

　　SPC3中集成有一个保护监视定时器(WATCHDOG)，应用处理器出现故障时，PROFIBUS-DP 通信将被禁止，这样就不至于危及外围设备。作为SPC3的心脏，微处理器(MICRO SEQUENCER)控制着系统整个工作过程。在UART中，并行数据流和串行数据流完成互换。SPC3在发送第一个字符前会产生RTS(REQUEST-TO-SEND)信号，即请求发送信号。另外，SPC3还具有自动辨识波特率(9.6k～12Mbps)的功能。

　　3 在ZJ19E电控系统中的应用