,,

摘要：根據#新開發的#新一代 PDS8 壓力變送器對總線的要求，開發基于 FF 協議的通信卡，該通信卡支持雙 CPU 通訊，提供 6mA/3.3V ，并支持多種 FF 標準功能塊。本文介紹 FF 通信卡開發流程和開發工具，重點闡述用戶應用程序的開發。開發完成后使用 NI-FBUS 在線功能調試，結果表明基于 FF 協議的 PDS8 壓力變送器實現了雙 CPU 通訊功能。

引言

基金會現場總線（ FF ）是一種全數字化、串行的、雙向的、多站點式的通訊系統。它以 ISO/OSI 模型為基礎，取 OSI 的物理層、數據鏈路層、應用層為 FF 通信模型的相應層次，并在應用層上增加了用戶層。用戶層主要針對自動化測控應用的需求，定義了用戶通訊需求，并采用設備描述語言規定了通用的功能塊集。FF 總線包括 H1-FF 和 HSE-FF 總線，前者為低速總線，波特率為 31.25kbps ，支持過程控制應用；后者為高速總線，可達 100Mbps ，用于高性能控制、子系統集成、高密度數據生成，并支持數據服務器。本文針對#新一代PDS8 壓力變送器開發相應的 H1-FF 通信卡軟件部分。

1 軟件設計

利用中科博微提供的協議棧基于 AT91SAM7 系列 MPU 進行開發，采用 NUCLEUS plus 操作系統平臺。在已經開發好了的底層接口和協議棧的物理層、鏈路層、網絡層上，開發其應用層。硬件平臺同期正在開發中，預計與軟件開發同時完成。儀表卡采用測控公司#新一代 PDS8 壓力變送器，因此只需完成儀表與通信卡之間的雙 CPU 通訊、通訊卡與 FF 通訊的開發即可。雙卡之間采用串行通押么完成信息傳遞，由通訊卡完成與 FF 總線的通訊，從而使 PDS8 變送器具備總線現場儀表的基本功能。

1.1 開發流程

通訊卡軟件開發分為固件開發和設備描述開發。

固件開發主要創建通訊卡各功能塊，并定義轉換塊結構體、視圖對象、塊參數描述表，編寫讀寫函數、報警函數、模式轉換函數等，然后采用某種協議與儀表卡進行數據通訊。

設備描述開發是對設備 DD 文件和 CFF 文件的開發， DD 文件經過編譯后生成 .sym 和 .ffo 文件，然后在固件開發中添加位于 .sym 中的參數 ID 號， #后利用在線調試工具 NI-FBUS 對加載 CFF 文件和 sym 和 .ffo 文件進行調試。

固件開發完成后直接燒寫在通信卡上，連接儀表卡即可使用，而設備描述開發多用于可視化在線調試時加載使用，它們之間的關系如圖 1 所示。

各個階段使用的開發工具和編譯工具不同。固件開發使用 Source Insight 開發， Green Hills 編譯， JLINK下載； CFF 文件使用文本開發、 DD 文件采用 DD Edit開發， DD_IDE 集成環境編譯，通過 NI-FBUS 加載。按圖 1 進行調試環境配置并調試。

1.2 開發重點

用戶應用程序基于協議棧實現雙 CPU 通訊和儀表與通訊卡之間的數據傳遞。根據函數功能的不同劃分為兩部分：用戶執行函數、轉換塊執行函數。

1.2.1 用戶執行函數

用戶執行程序主要任務是根據指令進行雙 CPU通訊，其具體流程（如圖 2 所示）：

（ 1 ）與儀表卡進行初始化握手。

（ 2 ）當握手成功后，分段讀取儀表參數（因為儀表參數地址不連續）。

（ 3 ）當地衣次讀取儀表參數完成后，進入等待狀態，同時檢測相應參數修改標志位是否改變，若改變則對參數下達修改命令進行修改，#后讀取循環變量參數，并刷新儀表參數。

1.2.2 轉換塊執行函數

轉換塊執行函數任務是對轉換塊的模式進行計算、報警條件監測、觸發報警后發送報警以及將儀表卡參數傳遞給轉換塊等。轉換塊執行流程（如圖 3 所示）：

（ 1 ）報警監測以及發送 OS 報警。判斷資源塊狀態和目標模式，當觸發報警后，調用 TB_ENTER_OS 函數進入 OS 模式，設置 BLOCK_ERR 參數為 OS ，清除報警信息并發送功能塊 OS 報警。此時測量主值和次值狀況為 OS 狀態。

（ 2 ）報警確認。當 FBShell 接收到報警接收設備的報警確認后，調用 FB_Alm_Comfirm 函數確認服務并設置報警參數。如將報警計數器減 1 ，設置報警參數的狀態為“激活 - 已經發送”、“清除 - 已經發送”或者“更新 - 已經發送”。

（ 3 ）退出 OS 報警。當目標模式為 AUTO 模式時，功能塊退出 OS 模式，檢查靜態版本號，判斷是否需要發送事件更新報警，并設置 BLOCK_ERR 參數清除OS 模式，將儀表參數傳遞給轉換塊參數。

2 下載與調試

完成通訊卡開發后，使用 Green Hills Multi 集成開環境進行編譯，然后運行 make_round_release_bin.bat腳本文件連接 FBShell 庫和操作系統庫，生成 bin 文件，將 bin 文件通過 JLink 下載至通訊卡上，#后連接儀表卡后使用在線組態調試工具 NI-FBUS 進行調試。

3 結語

經過 NI-FBUS 組態調試工具調試后，儀表卡與通訊卡之間通訊正常，并且可進行參數讀寫、參數傳遞、儀表地址修改、儀表校準等操作，這表明整體設計方案具有可行性。這款 FF 壓力變送器將經過認證進入實際應用中。