PROFIBUS现场总线的VPC3+C

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图中，微序列器(MS控制整个处理流程，是VPC3+C的核心。整个协议以
固定在微序列器中。VPC3+C内置了看门狗定时器，能在波特率控制、波特率监测
和DP控制三种状态下工作。芯片内置DART用于转变串并数据流，符合Profibus-DP
传输的时序要求。芯片的整个RAM采用了8byte的段结构方式，用户可以进行立
即寻址，所有需要分配地址的缓冲区指针必须要指向段的开头。在芯片内部的RAM
中，有64Byte自使用，多数需初始化时设定。这部分包括各种缓冲区长度及指针
的设定和硬件模式寄存器0/1、中断屏蔽字、标识字。RAM的用户区域用于收送数
据，完成对应的操作。用户区域主要包括输入/输出缓冲区、诊断缓冲区、配置缓冲
区、参数化缓冲区、地址改变缓冲区以及辅助缓冲区。

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图中VPC3+C芯片的DBO-DB7为8位并行数据线连接到STM32的PDO-PD7
引脚;ABO-AB 11为12位并行地址信号线，连接到STM32的PEO-PE 11引脚。时
钟信号源Y2由有源48MHz晶振为VPC3+芯片提供。XREADY, XRD, XWR、
RESET信号分别是VPC3+C准备好信号、读信号、写信号以及VPC3+C的复位信
号，它们分别接到STM32的PE14, PE12, PE13和PE15引肚p o vPC3+C的RXD,
TXD, RTS信号连接到RS485驱动器。VPC3+C的XDATEXCH引脚是状态引脚，
当DP从机与DP主机连接成功时，该引脚是低电平，此时网络指示灯D7发光二极
管亮。图中，电容C12, C13, C14是旁路电容。

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作为一种集成式的电流隔离器件，差分总线收发器ADM2486广泛应用在多点
总线传输线路的双向数据通信中。ADM2486使用ADI公司的iCoupler技术，把三
态差分线路驱动器、三通道隔离器和差分输入接收器统一集成在单封装中。总线端
采用SV供电，逻辑端为SV或3V电源供电。该器件的驱动器具有高电平有效使
能特性。驱动器内部的差分输出与接收器差分输入互相联结，联结成差分输入/输出
端口;当VDD 1或 VDD2为OV，又或者驱动器被禁用，该差分输入/输出端口向总
线提供非常小的负载。该器件的热关断电路能使接收器输出更改为高阻抗状态，避
免功率过度损耗。
此外，该芯片封装采用易于使用的SOW-16封装，工业级温度范围，很易实现
RS-485通信功能。

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VPC3+C通过RS-485接口与Profibus主站进行数据交换。ADM2486接口电
路如图3.11所示。ADM2486芯片上的RXD和TXD连接到是VPC3+C的RXD和
TXD引肚p o ADM2486芯片上的RE引脚是接收使能引脚，RTS是发送使能引脚。
由于ADM2486是半双全RS485驱动芯片，因此将RE和RTS引脚接S.lk电阻下拉

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(1>数据采样滤波程序模块
数据采样滤波可以提高数据采集的准确性和稳定性，避免了干扰带来的数据采
样误差。数字滤波的主要思想是提取逼近真值数据。数字滤波算法常见的有:中位
值滤波法、限幅滤波法、中位值滤波法、滑动平均滤波法、中位值平均滤波法防脉
冲干扰平均滤波法等，它们各有优缺点。
本文选用中位值平均滤波算法。其实现的方法是:在连续采集到的若干个数据
(记为n个)中，将最小值和最大值同时去掉，再取n-2个数据的均值(n值的范
围一般为3一14)，这样计算的优点是将上述两种算法融为一体，这样可以消除偶然
出现的脉冲性干扰带来的测量误差。具体算法程序如下:

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PROFIBUS现场总线的VPC3+C

技术奇才奖章

伴坛终老