基于spi總線以及modbus通訊協議的多cpu控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及多芯片的通訊技術，更具體地說，是涉及一種基于SPI總線以及 MODBUS通訊協議的多CPU控制系統。
【背景技術】
[0002] 目前，在多芯片通訊的使用過程中，大多采用RS485、CAN通訊等。SPI總線大多用 在專用的存儲芯片、或10 口擴充等，多CPU之間SPI總線上用MODBUS通訊基本沒有。而采 用RS485、CAN通訊成本比較高，速度沒有SPI總線塊，用在數據采集系統中實時響應速度不 夠。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種基于SPI總線以及MODBUS 通訊協議的多CPU控制系統。
[0004] 為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：
[0005] -種基于SPI總線以及MODBUS通訊協議的多CPU控制系統，包括主控板以及1-8 個子控制板，所述主控板與所述子控制板之間通過SPI總線相連，其中主控板還分別通過 一條輸入控制線以及一條輸出控制線與每個子控制板相連；
[0006] 所述主控板包括512K的16位的寄存器，用于存放MODBUS點表的數據結構；所述 MODBUS點表的數據結構包括8個子板卡信息區域，每個子板卡信息區域均包括包含不同地 址的一個基本數據區以及一個用戶數據區；
[0007] 所述每個子控制板內分別具有一個與該控制板類型相對應的基本數據以及用戶 數據，所述用戶數據分為4個區；
[0008] 所述主控板以及子控制板均采用同一系列的芯片為其核心芯片；
[0009] 所述多CPU控制系統之間的通訊速率達到9MBYTE/S。
[0010] 所述同一系列的芯片采用STM32F103為核心芯片。
[0011] 所述子控制板的類型為網絡板卡、輸入輸出板卡、RS232-485板卡或ARCNET網絡 板卡。
[0012] 與【背景技術】相比，本發明具有的有益效果是：
[0013] 通過SPI總線中使用MODBUS通訊協議，數據正確度大大提高，速度現在使用的是 9MBYTE/S在主頻72M的CPU上速度還有上升空間，該種通訊方式實用性非常強。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明的實施例的原理示意圖；
[0015] 圖2是本發明的主控板SPI通訊電路圖；
[0016] 圖3是本發明的子控制板SPI通訊電路圖；
[0017] 圖4是本發明的主控板以及子控制板中MODBUS通訊協議的數據結構示意圖；
[0018]圖5是本發明的子控制板MODBUS處理流程圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和實施例進一步說明本發明的技術方案。
[0020] 請參閱圖1所示的一種基于SPI總線以及MODBUS通訊協議的多CPU控制系統，包 括主控側的主控板（即CPU模塊）以及1-8個子控制板，主控板與子控制板之間通過SPI 總線相連，其中主控板還分別通過一條輸入控制線以及一條輸出控制線與每個子控制板相 連；
[0021] 主控板包括512K的16位的寄存器，用于存放MODBUS點表的數據結構；所述 MODBUS點表的數據結構包括8個子板卡信息區域，每個子板卡信息區域均包括包含不同地 址的一個基本數據區以及一個用戶數據區；
[0022] 每個子控制板內分別具有一個與該控制板類型相對應的基本數據以及用戶數據， 所述用戶數據分為4個區；
[0023] 主控板以及子控制板均采用同一系列的芯片為其核心芯片；
[0024] 多CPU控制系統之間的通訊速率達到9MBYTE/S。
[0025] 由圖1看，主控側的CPU板卡基本上有幾個模塊組成，主要有設計了大容量數據存 儲芯片IS61LV51216AL-10TL，具有512K16位的RAM，用于存放MODBUS點表的數據結構；采 用MICROCHIP公司的23LCV51264K帶有斷電保護功能的存儲芯片，保存實時的報警和產量 數據；用CANUART擴充設備。
[0026]CPU模塊的主要功能是，在設備內可用SPI總線與各功能模塊進行數據交換，收集 各模塊中的實時數據，具體見圖2所示。
[0027] 從板卡的SPI原理圖
[0028] 在圖1中的采集器上有7個插槽，除CPU、電源板卡為必須外，其他5個插槽可供至 少以下的板卡使用：網絡板卡、輸入輸出板卡、RS232-485板卡、ARCNET網絡板卡使用，其中 網絡板卡要占用2個地址，因為有2個網口。其電路圖如圖3所示。
[0029] 數據結構
[0030]CPU模塊是整個控制系統的核心，它通過底板SPI總線及16條10控制線，收集其 他模塊采集的數據信息，存儲到圖4所定義的MODBUS寄存器區域。目的就是將總線上各子 板卡的信息，用MODBUS通訊協議，收集到如圖4所示的數據結構中。
[0031] 其它各子控制板的MODBUS分配如下：（均以一個實例做說明）
[0032] 1)⑶模塊（即網絡板卡）
[0033] ?基本數據表
[0034]
【主權項】
1. 一種基于SPI總線以及MODBUS通訊協議的多CPU控制系統，其特征在于， 包括主控板以及1-8個子控制板，所述主控板與所述子控制板之間通過SPI總線相連， 其中主控板還分別通過一條輸入控制線以及一條輸出控制線與每個子控制板相連； 所述主控板包括512K的16位的寄存器，用于存放MODBUS點表的數據結構；所述 MODBUS點表的數據結構包括8個子板卡信息區域，每個子板卡信息區域均包括包含不同地 址的一個基本數據區以及一個用戶數據區； 所述每個子控制板內分別具有一個與該控制板類型相對應的基本數據以及用戶數據， 所述用戶數據分為4個區； 所述主控板以及子控制板均采用同一系列的芯片為其核心芯片； 所述多CPU控制系統之間的通訊速率達到9MBYTE/S。
2. 根據權利要求1所述的多CPU控制系統，其特征在于： 所述同一系列的芯片采用STM32F103為核心芯片。
3. 根據權利要求1所述的多CPU控制系統，其特征在于： 所述子控制板的類型為網絡板卡、輸入輸出板卡、RS232-485板卡或ARCNET網絡板卡。
【專利摘要】本發明公開了一種基于SPI總線以及MODBUS通訊協議的多CPU控制系統，包括主控板以及1-8個子控制板，主控板與子控制板之間通過SPI總線相連，其中主控板還分別通過一條輸入控制線以及一條輸出控制線與每個子控制板相連；主控板包括512K的16位的寄存器，用于存放MODBUS點表的數據結構；MODBUS點表的數據結構包括8個子板卡信息區域，每個子板卡信息區域均包括包含不同地址的一個基本數據區以及一個用戶數據區；每個子控制板內分別具有一個與該控制板類型相對應的基本數據以及用戶數據，主控板以及子控制板均采用同一系列的芯片為其核心芯片；多CPU控制系統之間的通訊速率達到9MBYTE/S。本發明通過SPI總線中使用MODBUS通訊協議，數據正確度大大提高，該種通訊方式實用性非常強。
【IPC分類】H04L29-06, H04L12-40
【公開號】CN104735053
【申請號】CN201510043866
【發明人】許永童, 謝勇, 許用疆
【申請人】上海蘭寶傳感科技股份有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年1月28日