DeviceNet現(xiàn)場總線是由美國Rockwell公司開發(fā)，并由ODVA（Open DeviceNet Vendor Association）公益組織維護升級的一種工業(yè)通訊系統(tǒng)。DeviceNet的底層通訊基于成熟的CAN技術(shù)，具有較好的抗干擾能力和現(xiàn)場適應性，上層采用CIP通訊協(xié)議，可以將各種工業(yè)設(shè)備連接到總線，實現(xiàn)及時可靠的數(shù)據(jù)交換。

DeviceNet總線定義了產(chǎn)品間的互操作性，保證了眾多供應商之間的產(chǎn)品可以互相聯(lián)結(jié)交換數(shù)據(jù)，減少了配線和安裝工業(yè)設(shè)備的成本和時間，同時標準的通訊協(xié)議還提供了各產(chǎn)品間強大的診斷功能，讓系統(tǒng)的維護更簡單易行。

DeviceNet是一種簡單有效的現(xiàn)場級設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，大量應用于工廠自動化控制系統(tǒng)，如汽車生產(chǎn)線，機器人控制等，因此，開發(fā)DeviceNet接口可以提高設(shè)備的工業(yè)連網(wǎng)能力，將設(shè)備快速接入DeviceNet控制系統(tǒng)，提升產(chǎn)品的市場競爭力。

DeviceNet從站產(chǎn)品開發(fā)方案

DeviceNet是一種先進的現(xiàn)場總線工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)，因DeviceNet協(xié)議棧非常復雜，協(xié)議規(guī)定的冗余、互鎖、故障保護機制等經(jīng)過幾十年的不斷更新、迭代，內(nèi)容復雜且不易理解。基于此，協(xié)議棧實現(xiàn)代碼繁瑣，如果自行開發(fā)需要經(jīng)過不斷的更新、迭代才能開發(fā)出成熟、穩(wěn)定的產(chǎn)品，因此開發(fā)DeviceNet從站設(shè)備是非常具有挑戰(zhàn)性的工作，需要投入大量的人力、物力以及時間。目前可行的方案分為如下幾種，下面進行說明。

自行開發(fā)

自行開發(fā)DeviceNet接口可以先向ODVA組織購買協(xié)議，在充分閱讀、理解協(xié)議后，建立開發(fā)測試環(huán)境，并開始設(shè)計相關(guān)硬件和固件程序，隨后進行測試，有條件時可以購買一致性測試工具，對所開發(fā)產(chǎn)品進行測試，通過一致性測試的產(chǎn)品，才具有較好的協(xié)議兼容性，可以上市銷售。

此種方案基于對協(xié)議的閱讀理解基礎(chǔ)上從0開始開發(fā)，難度相當大，就算開發(fā)完成，也需要較長時間的測試及市場檢驗方能穩(wěn)定運行，耗時耗力，如果總線產(chǎn)品對于公司來說是非主力產(chǎn)品，則不建議此種開發(fā)模式。

購買商業(yè)協(xié)議棧開發(fā)

對于很多企業(yè)來說，如果具有一定的開發(fā)能力，而產(chǎn)品的銷量也比較大，則購買商業(yè)協(xié)議棧是一個不錯的選擇。一般的商業(yè)協(xié)議棧包括DeviceNet協(xié)議的功能源代碼，需要用戶自己開發(fā)好硬件平臺，通過修改協(xié)議棧中的硬件相關(guān)部分代碼，進行移植，大多數(shù)商業(yè)協(xié)議棧的供應商可以協(xié)助你進行移植。

這種開發(fā)方案需要一次性購買協(xié)議棧源代碼，費用較高，但后面的產(chǎn)品出貨不會再產(chǎn)生成本，對于企業(yè)規(guī)模較大，且產(chǎn)品出貨數(shù)量大的公司比較合適。

嵌入式模塊開發(fā)

對于規(guī)模小，出貨零散的公司來說，嵌入式模塊是一種快速實現(xiàn)DeviceNet接口的方式，嵌入式模塊將DeviceNet協(xié)議集成到一顆芯片，并已經(jīng)將芯片運行周邊必須的硬件元件設(shè)計好，封裝成一個模塊，用戶只需要使用簡單的串口通訊對模塊進行必要的參數(shù)設(shè)置，就可以啟動模塊進行總線通訊。

嵌入式模塊的單體成本相對較高，因此適合出貨量小，但對成本要求不高的場合。

專用芯片開發(fā)

與嵌入式模塊相對，專用芯片的成本將會低很多。DeviceNet專用芯片將協(xié)議棧集成到一顆芯片內(nèi)，用戶根據(jù)芯片廠家的參考電路自行設(shè)計硬件，將芯片運行必須的周邊元件一起設(shè)計到自己的電路板上，未來生產(chǎn)時，只需要購買專用芯片即可。

專用芯片在讓用戶快速實現(xiàn)總線接口的同時，能大大降低單體采購成本，功能與嵌入式模塊相同，是出貨量在中小規(guī)模的公司首選的總線接口實現(xiàn)方式。

本文重點介紹使用KEYHO的IC1220從站芯片實現(xiàn)DeviceNet從站產(chǎn)品開發(fā)的方法。

IC1220從站專用芯片介紹

IC1220芯片是奇河（蘇州）控制技術(shù)有限公司（KEYHO）推出的一款DeviceNet從站芯片，較小的封裝非常容易集成到用戶的電路板上，同時廠家提供了完整的參考電路，以保證用戶設(shè)計的DeviceNet接口滿足協(xié)議的物理層要求。

IC1220芯片規(guī)格如下：

由上圖可知，MCU可以使用UART異步串口與IC1220的SCI接口連接，因為SCI接口即可以實現(xiàn)參數(shù)配置，也可以實現(xiàn)總線IO數(shù)據(jù)交換，使用比較方便。對于DeviceNet接口設(shè)計，IC1220芯片內(nèi)置了CAN模塊，用戶只需要參考廠商提供的參考電路，就可以輕松實現(xiàn)CAN驅(qū)動電路，CAN的驅(qū)動電路也就是DeviceNet總線的接口電路，可以設(shè)計成隔離的，也可以是非隔離的。

另外，DeviceNet從站通常使用一個8位DIP開關(guān)來設(shè)置站號和波特率，也可以使用2個旋轉(zhuǎn)開關(guān)，同時還有兩顆紅綠雙色指示燈MS和NS，IC1220芯片集成了開關(guān)和LED燈的輸出功能，用戶只需要使用芯片的SSC接口，外接一顆HC165連接8位開關(guān)，一顆HC595連接MS和NS燈，IC1220就可以自動讀取開關(guān)值來設(shè)置總線站號和波特率，同時也能自動輸出LED狀態(tài)，用戶不需要再設(shè)計程序去處理這部分。

如果條件允許，可以在芯片的RUN腳位上接一顆LED，如果燈亮，表示芯片啟動成功，處于運行狀態(tài)。

關(guān)于詳細的電路設(shè)計，可以參考廠商提供的參考電路。

IC1220從站芯片高度集成了DeviceNet從站通訊協(xié)議，將復雜的總線協(xié)議固化在芯片內(nèi)，再提供簡單易用的串行接口，采用工業(yè)控制中最普遍的Modbus協(xié)議，簡單的設(shè)置幾個相關(guān)參數(shù)后，即可以啟動DeviceNet功能，并實時交換數(shù)據(jù)，快速實現(xiàn)設(shè)備的DeviceNet通訊接口開發(fā)，短時間就能讓產(chǎn)品走向市場，提升產(chǎn)品的市場競爭力。因此，在DeviceNet總線產(chǎn)品開發(fā)中，這是一顆非常值得推薦的芯片。