Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu và thiết kế mạng công nghiệp sử dụng chip fpga và cpu 89s8252
NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MẠNG CÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG CHIP FPGA VÀ CPU 89S8252 TÓM TẮT NỘI DUNG THỰC HIỆN Thiết kế hệ thống mạng ứng dụng công nghiệp với tính đặc biệt.Hệ thống mạng cho phép người sử dụng điều khiển tất Kit mạng nhận liệu từ Kit gửi NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MẠNG CÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG CHIP FPGA VÀ CPU 89S8252 Cấu trúc mạng thiết kế có lớp : Lớp ứng dụng Lớp liên kết Lớp vật lý NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MẠNG CÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG CHIP FPGA VÀ CPU 89S8252 Để thực ý tưởng đề tài công cụ sau sử dụng : Ngôn ngữ VHDL cài đặt XC95108 xử lý đồng bit CPU 89S8252 xử lý giao thức truyền điều khiển 73M223 điều chế giải điều chế FSK Chương trình quản lý hệ thống mạng Phần mềm Xilinx Foundation 3.1i NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MẠNG CÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG CHIP FPGA VÀ CPU 89S8252 BỐ CỤC TRÌNH BÀY PHẦN A :LÝ THUYẾT LIÊN QUAN PHẦN B :THIẾT KẾ PHẦN C :KẾT QUẢ- HƯỚNG PHÁT TRIỂN PHẦN A :LÝ THUYẾT 1.GIỚI THIỆU MẠNG CÔNG NGHIỆP Trong nhiều thập niên qua việc ứng dụng mạng thông tin vào lónh vực công nghiệp bùng nổ mạnh mẽ.Các hệ thống mạng phát triển mạnh đa dạng Việc ứng dụng mạng công nghiệp mang lại lợi ích rõ nét Chi phí lắp đặt hệ thống Nhân công điều hành Tiện ích quản lý hệ thống Cải thiện môi trường làm việc PHẦN A :LÝ THUYẾT WC Mô hình hệ thống mạng điều khiển PHẦN A :LÝ THUYẾT Máy tính KIT1 KIT KIT3 KIT4 KIT7 KIT8 KIT5 KIT KIT9 KIT1 Mô hình kết nối Kit mạng PHẦN A :LÝ THUYẾT 2.GIỚI THIỆU GIẢI THUẬT TÍNH CRC Trường kiểm tra lỗi FCS thực qua giải thuật tính CRC.Các CRC khác ứng với đa thức sinh ứng khác CRC8 =X^8 + X^2 + X^1 + CRC16=X^16+ X^15+ X^2 + PHẦN A :LÝ THUYẾT Thuật toán tính CRC: M:Bản tin cần phát R:Phần dư kết chia G:Đa thức sinh Thực phép tính : (M*2n) / G =Q + R /G R M Phát PHẦN A :LÝ THUYẾT 3.ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ FSK Hệ thống mạng thiết kế đặt môi trường công nghiệp Do liệu dễ bị nhiễu suy hao Để tăng độ tin cậy việc truyền liệu ,tín hiệu từ máy tính gửi xuống cần điều chế giải điều chế KHẢO SÁT ĐIỀU CHẾ FSK Tín hiệu điều chế FSK có tần số thay đổi tùy thuộc vào luồng liệu nhị phân phát PHẦN B :THIẾT KẾ 3.Chương trình 3.1.Cấu trúc mạng thiết kế Mạng thiết kế tổ chức thành lớp Lớp ứng dụng Lớp liên kết Lớp vật lý PHẦN B :THIẾT KẾ Lớp ứng dụng : Tạo thân thiện giao tiếp với người sử dụng Lớp cho phép người sử dụng quan sát điều khiển cách đơn giản nút lệnh bảng kết Lớp liên kết : Xây dựng khung liệu giao tiếp với lớp vật lý Lớp vật lý : Phần cứng hỗ trợ việc truyền liệu PHẦN B :THIẾT KẾ Lớp ứng dụng Data Header Address Command Data FCS Lớp liên kết Lớp vật lý PHẦN B :THIẾT KẾ 3.2.Cấu trúc khung lớp liệu Dữ liệu tổ chức theo định dạng khung cố định byte Header byte Address byte Command byte Data byte FCS byte PHẦN B :THIẾT KẾ Header: Chiều dài byte ,chỉ định đầu khung có giá trị A0 hex Address : Địa có giá trị từ 00h -> FFh , chiều dài byte cho phép mạng kết nối với 256 kit xử lý Command : Chiều dài byte, bao gồm lệnh sau : PHẦN B :THIẾT KẾ INIT : 0D hex, mục đích để máy tính nhận biết kit kết nối, địa Khi máy tính truyền khung liệu có mã lệnh INIT, kit vi xử lý có địa trùng với địa khung liệu mà máy tính gửi, kit xử lý gửi khung liệu ACK lên máy tính Như vậy, máy tính biết kit kết nối địa kit Hệ thống ban đầu hoạt động, máy tính gửi khung liệu INIT, địa tăng dần từ 00h -> FFh.Do cho phép máy tính nhận biết tất kit kết nối PHẦN B :THIẾT KẾ SETADDR : 0E hex, mục đích thiết lập địa cho kit kết nối Khi kit kết nối, sau máy tính nhận biết có kit kết nối, máy tính gửi khung liệu SETADDR có chứa địa thiết lập cho kit ACK : 0Ah, khung ACK để bắt tay máy tính Kit NMD :0Bh, sau khoảng thời gian định, máy tính gửi khung NMD xuống kit Nếu có kit vừa kết nối, kit nhận Frame trả lời máy tính nhận biết có kit kết nối PHẦN B :THIẾT KẾ TOKEN : 0C hex, máy tính hay kit mà giữ TOKEN quyền truyền DATA cho thiết bị khác Ban đầu hệ thống hoạt động, máy tính giữ TOKEN Sau máy tính thực xong số công việc kiểm tra kết nối, thiết lập địa chỉ, truyền xong liệu xuống kit … máy tính truyền TOKEN cho kit Kit trả lời ACK Kit giữ TOKEN quyền phát liệu Sau phát liệu xong, kit gửi TOKEN máy tính Máy tính lại truyền tiếp TOKEN cho kit khác PHẦN B :THIẾT KẾ DATA :05h, mục đích báo khung có liệu Như có khung : Khung INIT Khung SETADDR Khung TOKEN Khung ACK Khung NMD PHAÀN B :THIẾT KẾ Data:Dữ liệu điều khiển từ máy tính gửi xuống Kit liệu từ Kit gửi lên máy tính FCS:Kiểm tra lỗi PHẦN C :KẾT QUẢ 1.Các vấn đề thực luận án: Thiết kế thi công hoàn thành mạch điều chế ,giải điều chế FSK trao đổi liệu máy tính Kit mạng Thiết kế thi công hoàn thành Kit, thực điều chế giải điều chế FSK ,xử lý đồng bit dùng FPGA,đồng khung liệu Tìm hiểu sử dụng CPU 89S8252 phục vụ nhu cầu mở rộng PHẦN C :KẾT QUẢ Viết chương trình giao tiếp với Kit mạng.Giao tiếp cho phép người sử dụng khai thác mạng cách dễ dàng 2.Những hạn chế hướng phát triển luận án: 2.1.Những hạn chế Chưa thực kết nối điều khiển máy công nghiệp cụ thể Các tùy chọn để sử dụng hạn chế Sử dụng cổng COM nên tốc độ hạn chế PHẦN C :HƯỚNG PHÁT TRIỂN 2.2.Hướng phát triển Cần lập trình tối ưu nữa, làm cho chương trình linh hoạt việc xét tương quan giá trị, giảm tối đa việc hao phí tài nguyên Đặc biệt nên thử nghiệm thực tế mạng công nghiệp Truyền đồng dùng USB nâng cao tốc độ truyền COM ACU NETWORK Power Fire Smoke Gas A Door ...NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MẠNG CÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG CHIP FPGA VÀ CPU 89S8252 Cấu trúc mạng thiết kế có lớp : Lớp ứng dụng Lớp liên kết Lớp vật lý NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MẠNG CÔNG NGHIỆP SỬ... thống mạng Phần mềm Xilinx Foundation 3. 1i NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MẠNG CÔNG NGHIỆP SỬ DỤNG CHIP FPGA VÀ CPU 89S8252 BỐ CỤC TRÌNH BÀY PHẦN A :LÝ THUYẾT LIÊN QUAN PHẦN B :THIẾT KẾ PHẦN C :KẾT... đồ nguyên lý D R LED 33 0 P D R LED D 33 0 R LED D 33 0 R LED D 33 0 R LED D 33 0 R LED D 33 0 R 10 LED D 33 0 R 11 LED 33 0 P P 2 P P P P P VC C PHẦN B :THIẾT KẾ Mô tả: Mạch led tương ứng kênh điều