基于spi總線以及modbus通訊協(xié)議的多cpu控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及多芯片的通訊技術(shù)，更具體地說(shuō)，是涉及一種基于SPI總線以及 MODBUS通訊協(xié)議的多CPU控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在多芯片通訊的使用過(guò)程中，大多采用RS485、CAN通訊等。SPI總線大多用 在專用的存儲(chǔ)芯片、或10 口擴(kuò)充等，多CPU之間SPI總線上用MODBUS通訊基本沒(méi)有。而采 用RS485、CAN通訊成本比較高，速度沒(méi)有SPI總線塊，用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中實(shí)時(shí)響應(yīng)速度不 夠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于SPI總線以及MODBUS 通訊協(xié)議的多CPU控制系統(tǒng)。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0005] -種基于SPI總線以及MODBUS通訊協(xié)議的多CPU控制系統(tǒng)，包括主控板以及1-8 個(gè)子控制板，所述主控板與所述子控制板之間通過(guò)SPI總線相連，其中主控板還分別通過(guò) 一條輸入控制線以及一條輸出控制線與每個(gè)子控制板相連；
[0006] 所述主控板包括512K的16位的寄存器，用于存放MODBUS點(diǎn)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；所述 MODBUS點(diǎn)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括8個(gè)子板卡信息區(qū)域，每個(gè)子板卡信息區(qū)域均包括包含不同地 址的一個(gè)基本數(shù)據(jù)區(qū)以及一個(gè)用戶數(shù)據(jù)區(qū)；
[0007] 所述每個(gè)子控制板內(nèi)分別具有一個(gè)與該控制板類型相對(duì)應(yīng)的基本數(shù)據(jù)以及用戶 數(shù)據(jù)，所述用戶數(shù)據(jù)分為4個(gè)區(qū)；
[0008] 所述主控板以及子控制板均采用同一系列的芯片為其核心芯片；
[0009] 所述多CPU控制系統(tǒng)之間的通訊速率達(dá)到9MBYTE/S。
[0010] 所述同一系列的芯片采用STM32F103為核心芯片。
[0011] 所述子控制板的類型為網(wǎng)絡(luò)板卡、輸入輸出板卡、RS232-485板卡或ARCNET網(wǎng)絡(luò) 板卡。
[0012] 與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明具有的有益效果是：
[0013] 通過(guò)SPI總線中使用MODBUS通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)正確度大大提高，速度現(xiàn)在使用的是 9MBYTE/S在主頻72M的CPU上速度還有上升空間，該種通訊方式實(shí)用性非常強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的原理示意圖；
[0015] 圖2是本發(fā)明的主控板SPI通訊電路圖；
[0016] 圖3是本發(fā)明的子控制板SPI通訊電路圖；
[0017] 圖4是本發(fā)明的主控板以及子控制板中MODBUS通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5是本發(fā)明的子控制板MODBUS處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0020] 請(qǐng)參閱圖1所示的一種基于SPI總線以及MODBUS通訊協(xié)議的多CPU控制系統(tǒng)，包 括主控側(cè)的主控板（即CPU模塊）以及1-8個(gè)子控制板，主控板與子控制板之間通過(guò)SPI 總線相連，其中主控板還分別通過(guò)一條輸入控制線以及一條輸出控制線與每個(gè)子控制板相 連；
[0021] 主控板包括512K的16位的寄存器，用于存放MODBUS點(diǎn)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；所述 MODBUS點(diǎn)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括8個(gè)子板卡信息區(qū)域，每個(gè)子板卡信息區(qū)域均包括包含不同地 址的一個(gè)基本數(shù)據(jù)區(qū)以及一個(gè)用戶數(shù)據(jù)區(qū)；
[0022] 每個(gè)子控制板內(nèi)分別具有一個(gè)與該控制板類型相對(duì)應(yīng)的基本數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)， 所述用戶數(shù)據(jù)分為4個(gè)區(qū)；
[0023] 主控板以及子控制板均采用同一系列的芯片為其核心芯片；
[0024] 多CPU控制系統(tǒng)之間的通訊速率達(dá)到9MBYTE/S。
[0025] 由圖1看，主控側(cè)的CPU板卡基本上有幾個(gè)模塊組成，主要有設(shè)計(jì)了大容量數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)芯片IS61LV51216AL-10TL，具有512K16位的RAM，用于存放MODBUS點(diǎn)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；采 用MICROCHIP公司的23LCV51264K帶有斷電保護(hù)功能的存儲(chǔ)芯片，保存實(shí)時(shí)的報(bào)警和產(chǎn)量 數(shù)據(jù)；用CANUART擴(kuò)充設(shè)備。
[0026]CPU模塊的主要功能是，在設(shè)備內(nèi)可用SPI總線與各功能模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，收集 各模塊中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，具體見圖2所示。
[0027] 從板卡的SPI原理圖
[0028] 在圖1中的采集器上有7個(gè)插槽，除CPU、電源板卡為必須外，其他5個(gè)插槽可供至 少以下的板卡使用：網(wǎng)絡(luò)板卡、輸入輸出板卡、RS232-485板卡、ARCNET網(wǎng)絡(luò)板卡使用，其中 網(wǎng)絡(luò)板卡要占用2個(gè)地址，因?yàn)橛?個(gè)網(wǎng)口。其電路圖如圖3所示。
[0029] 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
[0030]CPU模塊是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，它通過(guò)底板SPI總線及16條10控制線，收集其 他模塊采集的數(shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)到圖4所定義的MODBUS寄存器區(qū)域。目的就是將總線上各子 板卡的信息，用MODBUS通訊協(xié)議，收集到如圖4所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
[0031] 其它各子控制板的MODBUS分配如下：（均以一個(gè)實(shí)例做說(shuō)明）
[0032] 1)⑶模塊（即網(wǎng)絡(luò)板卡）
[0033] ?基本數(shù)據(jù)表
[0034]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于SPI總線以及MODBUS通訊協(xié)議的多CPU控制系統(tǒng)，其特征在于， 包括主控板以及1-8個(gè)子控制板，所述主控板與所述子控制板之間通過(guò)SPI總線相連， 其中主控板還分別通過(guò)一條輸入控制線以及一條輸出控制線與每個(gè)子控制板相連； 所述主控板包括512K的16位的寄存器，用于存放MODBUS點(diǎn)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；所述 MODBUS點(diǎn)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括8個(gè)子板卡信息區(qū)域，每個(gè)子板卡信息區(qū)域均包括包含不同地 址的一個(gè)基本數(shù)據(jù)區(qū)以及一個(gè)用戶數(shù)據(jù)區(qū)； 所述每個(gè)子控制板內(nèi)分別具有一個(gè)與該控制板類型相對(duì)應(yīng)的基本數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)， 所述用戶數(shù)據(jù)分為4個(gè)區(qū)； 所述主控板以及子控制板均采用同一系列的芯片為其核心芯片； 所述多CPU控制系統(tǒng)之間的通訊速率達(dá)到9MBYTE/S。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多CPU控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述同一系列的芯片采用STM32F103為核心芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多CPU控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述子控制板的類型為網(wǎng)絡(luò)板卡、輸入輸出板卡、RS232-485板卡或ARCNET網(wǎng)絡(luò)板卡。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于SPI總線以及MODBUS通訊協(xié)議的多CPU控制系統(tǒng)，包括主控板以及1-8個(gè)子控制板，主控板與子控制板之間通過(guò)SPI總線相連，其中主控板還分別通過(guò)一條輸入控制線以及一條輸出控制線與每個(gè)子控制板相連；主控板包括512K的16位的寄存器，用于存放MODBUS點(diǎn)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；MODBUS點(diǎn)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括8個(gè)子板卡信息區(qū)域，每個(gè)子板卡信息區(qū)域均包括包含不同地址的一個(gè)基本數(shù)據(jù)區(qū)以及一個(gè)用戶數(shù)據(jù)區(qū)；每個(gè)子控制板內(nèi)分別具有一個(gè)與該控制板類型相對(duì)應(yīng)的基本數(shù)據(jù)以及用戶數(shù)據(jù)，主控板以及子控制板均采用同一系列的芯片為其核心芯片；多CPU控制系統(tǒng)之間的通訊速率達(dá)到9MBYTE/S。本發(fā)明通過(guò)SPI總線中使用MODBUS通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)正確度大大提高，該種通訊方式實(shí)用性非常強(qiáng)。
【IPC分類】H04L29-06, H04L12-40
【公開號(hào)】CN104735053
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510043866
【發(fā)明人】許永童, 謝勇, 許用疆
【申請(qǐng)人】上海蘭寶傳感科技股份有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日