本文關(guān)鍵詞：EtherCAT從站的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著控制、計(jì)算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,開放式體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、復(fù)合化、多軸聯(lián)動(dòng)化成為數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。Ether CAT以其開放性好、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活、可靠性高等特點(diǎn),受到了數(shù)控生產(chǎn)廠商的廣泛關(guān)注。高檔數(shù)控國(guó)家工程研究中心作為一家專門從事數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)的實(shí)體,在國(guó)家科技重大專項(xiàng)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”的支持下,對(duì)Ether CAT在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究。論文以該項(xiàng)目為依托,針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)中的IO控制、A/D轉(zhuǎn)換等功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了Ether CAT從站解決方案。本章首先根據(jù)EtherCAT協(xié)議參考模型從各個(gè)層次出發(fā)對(duì)Ether CAT協(xié)議及相關(guān)理論的進(jìn)行了分析;其次分析了EtherCAT的從站組成,比較了ESC的兩種實(shí)現(xiàn)方案,研究了ESC的技術(shù)特點(diǎn);第三,使用模塊化設(shè)計(jì)思想,圍繞STM32和ET1100兩個(gè)核心芯片構(gòu)造了從站硬件平臺(tái),并對(duì)開發(fā)過(guò)程中所涉及到的接口設(shè)計(jì)進(jìn)行了著重介紹和分析;第四,采用層次化的軟件設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了底層硬件驅(qū)動(dòng)、EtherCAT協(xié)議棧和應(yīng)用層軟件,使用矩陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了Co E對(duì)象字典,并實(shí)現(xiàn)了SDO上傳/下載請(qǐng)求服務(wù);最后,搭建了Ether CAT系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)Ether CAT從站系統(tǒng)的軟硬件基本功能、可擴(kuò)展性、SDO服務(wù)進(jìn)行了驗(yàn)證,并通過(guò)編寫PLC控制程序完成了對(duì)EtherCAT IO從站的應(yīng)用測(cè)試。采用模塊化的設(shè)計(jì)方式能夠有效改善硬件開發(fā)質(zhì)量、加快開發(fā)速度;采用層次化的設(shè)計(jì)方式能夠有效降低系統(tǒng)耦合,提高系統(tǒng)的可移植性和可擴(kuò)展性。
【關(guān)鍵詞】：EtherCAT從站 STM32 EtherCAT 協(xié)議軟件 CoE
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 引言9-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 課題來(lái)源11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第二章 EtherCAT協(xié)議及相關(guān)理論的研究16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 EtherCAT運(yùn)行原理16-17
• 2.3 EtherCAT物理層17
• 2.4 EtherCAT數(shù)據(jù)鏈路層17-22
• 2.4.1 EtherCAT數(shù)據(jù)幀17-19
• 2.4.2 報(bào)文尋址和通信服務(wù)19-21
• 2.4.4 EtherCAT通信模式21-22
• 2.5 EtherCAT應(yīng)用層22-23
• 2.5.1 EtherCAT狀態(tài)機(jī)22
• 2.5.2 EtherCAT應(yīng)用層協(xié)議22-23
• 2.6 EtherCAT從站23-28
• 2.6.1 EtherCAT從站分類23-24
• 2.6.2 ESC實(shí)現(xiàn)方案和技術(shù)特點(diǎn)24-26
• 2.6.3 從站存儲(chǔ)空間26-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第三章 EtherCAT從站硬件設(shè)計(jì)29-35
• 3.1 引言29
• 3.2 ESC模塊設(shè)計(jì)29-31
• 3.2.1 ESC模塊重要接口29-30
• 3.2.2 ESC接口設(shè)計(jì)30-31
• 3.3 STM模塊31-33
• 3.3.1 STM32芯片31-32
• 3.3.2 STM模塊接口設(shè)計(jì)32-33
• 3.4 模塊間接口設(shè)計(jì)33-34
• 3.4.1 FSMC機(jī)制33-34
• 3.4.2 FSMC和PDI接口設(shè)計(jì)34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 EtherCAT從站軟件設(shè)計(jì)35-56
• 4.1 引言35
• 4.2 工具鏈和硬件配置35-36
• 4.3 ESC軟件設(shè)計(jì)36-37
• 4.4 微處理器軟件總體設(shè)計(jì)37-39
• 4.5 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)39-42
• 4.5.1 FSMC驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)39-40
• 4.5.2 USART驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)40-42
• 4.6 EtherCAT協(xié)議棧設(shè)計(jì)42-50
• 4.6.1 EtherCAT狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)42-45
• 4.6.2 從站周期性數(shù)據(jù)處理45-46
• 4.6.3 從站非周期性數(shù)據(jù)處理46-50
• 4.7 EtherCAT應(yīng)用層設(shè)計(jì)50-55
• 4.7.1 Co E設(shè)計(jì)50-55
• 4.8 本章小結(jié)55-56
• 第五章 EtherCAT主從站平臺(tái)搭建及測(cè)試56-67
• 5.1 引言56
• 5.2 測(cè)試平臺(tái)搭建56-57
• 5.3 從站基本功能測(cè)試57-58
• 5.4 EtherCAT從站狀態(tài)機(jī)測(cè)試58-61
• 5.5 過(guò)程數(shù)據(jù)通信測(cè)試61-62
• 5.6 丟包率和出錯(cuò)率測(cè)試62-63
• 5.7 SDO服務(wù)測(cè)試63-64
• 5.8 IO從站測(cè)試64-66
• 5.9 本章小節(jié)66-67
• 結(jié)束語(yǔ)67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 發(fā)表文章70-71
• 致謝71

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  本文關(guān)鍵詞：EtherCAT從站的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：486092