现场总线与工业以太网：ASIC接口的应用技术

2023-11-20 理论教育版权反馈

【摘要】：下面将要介绍的寄存器规定了ASIC硬件功能和报文处理过程。表5-8 方式寄存器1S和方式寄存器1R（续）2.状态寄存器状态寄存器反映SPC3当前的状态并且为只读，状态寄存器各位的定义见表5-9。中断控制器最多可存储16个中断事件。协议规定SPC3从最高的波特率开始查询。

下面将要介绍的寄存器规定了ASIC硬件功能和报文处理过程。

1.方式寄存器

控制器直接访问或设置的参数与SPC3中的方式寄存器0和方式寄存器1有关。

（1）方式寄存器0

在离线状态下（如合上开关）设置方式寄存器0，当方式寄存器中所有的处理器参数、组织参数被装载后，SPC3才离开离线状态（START_S PC3=1，方式寄存器1）。方式寄存器0各位的定义见表5-7。

表5-7 方式寄存器0（地址06H、07H）

（续）

（2）方式寄存器1（Mode-REG1，可写）

一些控制位必须在操作中改变，这些控制位与方式寄存器1有关，可以单独被设置（Mode_Reg_S），也可以单独被清除（Mode_Reg_R），设置或清除时必须在位地址写入逻辑1。方式寄存器1S（地址08H）和方式寄存器1R（地址09H）各位的定义见表5-8。

表5-8 方式寄存器1S（地址08H）和方式寄存器1R（地址09H）

（续）

2.状态寄存器

状态寄存器反映SPC3当前的状态并且为只读，状态寄存器各位的定义见表5-9。

表5-9 状态寄存器（只读，地址04H、05H）

（续）

3.中断控制器

通过中断控制器通知处理器各种中断信息和错误事件。中断控制器最多可存储16个中断事件。中断事件传送到共同的中断输出，中断控制器不提供优先级和中断矢量（与8259不兼容）。

中断控制器包括中断请求寄存器（IRR）、中断屏蔽寄存器（IMR）、中断寄存器（IR）和中断响应寄存器（IAR）。

中断事件存储在IRR中，个别事件通过IMR被屏蔽，IRR中的中断输入与中断屏蔽无关。没有被IMR屏蔽的中断信号经过网络综合产生X/INT中断。用户调试时可在IRR中设置各种中断。

中断处理器处理过的中断（New_Prm_Data、New_DDB_Prm_Data和New_Cfg_Data除外）必须通过IAR清除，在相应位上写入1即可清除。如果前一个已经确认的中断正在等待时，IRR中又接受到一个新的中断请求，则此中断被保留。接着处理器使能屏蔽，则确保IRR中没有以前的输入。出于安全考虑，使能屏蔽之前必须清除IRR中的位。(www.chuimin.cn)

退出中断程序之前，处理器必须在方式寄存器中设置“end of interrupt-signal（EOI）=1”，此跳变使中断线失效。如果另一个中断仍保留着，则至少经过1μs或1～2ms中断失效时间后，该中断输出将再次激活。中断失效时间可以通过EOI_Timebase位设置，这样可以利用边沿触发的中断输入再次进入中断程序。

中断输出的极性可以通过INT_Pol方式位设置，硬件复位后输出低电平有效。中断请求寄存器各位的定义见表5-10。

表5-10 中断请求寄存器（可写、可读，地址00H、01H）

（续）

其他的中断控制寄存器各位的定义见表5-11。

表5-11 IR、IMR和IAR

New_Prm_Data、New_Cfg_Data输入不能通过中断响应寄存器清除，只能通过用户确认后由状态机制来清除（如User_Prm_Data_Okay等）。

4.看门狗定时器

（1）自动确定波特率

SPC3能自动确定波特率。每次复位或在Baud_Control_State WD溢出后，SPC3自动进入Baud_Search状态。

协议规定SPC3从最高的波特率开始查询。在监控时间内，如果没有接收到SD1、SD2或SD3报文，并且没有错误，SPC3将从下一级波特率开始查询。一旦确定正确的波特率，SPC3就进入Baud_Control状态，并且监视此波特率。监视时间可参数化（WD_Baud_Control_Val）。看门狗的时钟频率是100Hz（10ms），每接收到一个发往本站的无误报文后，看门狗自动复位。如果看门狗时间溢出，SPC3就重新进入Baud_Search状态。

（2）波特率监视

在Baud_Control状态下，看门狗不停地监视波特率。每接收到发往本站的正确报文后，看门狗都自动复位。监视时间是WD_Baud_Control_Val（用户设置参数）与时间基值（10ms）的乘积。如果监视时间溢出，WD_SM就重新回到Baud_Search状态。如果用户执行SPC3的DP协议（在方式寄存器中DP_Mode=1），并接收到能响应时间监视（WD_On=1）的Set_Param报文后，看门狗工作在DP_Control状态。若WD_On=0，看门狗一直工作在波特率监视状态。当定时器时间溢出时，PROFIBUS-DP状态机制也不复位。也就是说，从站一直工作在数据交换状态。

（3）响应时间监视

DP_Control状态能响应DP主站的时间监视。设置的时间值（Twd）是看门狗因数与有效时间基值（1ms或10ms）的乘积，即

Twd=WD_Fact_1×WD_Fact_2（1ms或10ms）

用户可通过参数设置报文（取值可以是1～255）装载两个看门狗（WD_Fact_1和WD_Fact_2）因数和时间基值。

例外：WD_Fact_1=WD_Fact_2=1不允许，电路不检测这种设置。

监视时间可以是2ms～650s之间的值，取决于看门狗因子，与波特率无关。

如果监视时间溢出，SPC3就回到Baud_Control状态，SPC3产生WD_DP_Control_Time-out中断。另外，DP状态机制复位，也就是产生缓存器管理的复位。

如果其他主站接收SPC3，则转入Baud_Control（WD_On=0）状态，或在DP_Control下产生延时（WD_On=1），与响应时间监视使能有关（WD_On=0）。