引言

        基金会现场总线（ FF ）是一种全数字化、串行的、双向的、多站点式的通讯系统。它以 ISO/OSI 模型为基础，取 OSI 的物理层、数据链路层、应用层为 FF 通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。 用户层主要针对自动化测控应用的需求，定义了用户通讯需求， 并采用设备描述语言规定了通用的功能块集。FF 总线包括 H1-FF 和 HSE-FF 总线， 前者为低速总线，波特率为 31.25kbps ，支持过程控制应用；后者为高速总线，可达 100Mbps ，用于高性能控制、子系统集成、高密度数据生成，并支持数据服务器。本文针对#新一代PDS8 压力变送器开发相应的 H1-FF 通信卡软件部分。

 

1 软件设计

        利用中科博微提供的协议栈基于 AT91SAM7 系列 MPU 进行开发， 采用 NUCLEUS plus 操作系统平台。 在已经开发好了的底层接口和协议栈的物理层、链路层、网络层上，开发其应用层。 硬件平台同期正在开发中，预计与软件开发同时完成。 仪表卡采用测控公司#新一代 PDS8 压力变送器， 因此只需完成仪表与通信卡之间的双 CPU 通讯、通讯卡与 FF 通讯的开发即可。 双卡之间采用串行通押么完成信息传递，由通讯卡完成与 FF 总线的通讯，从而使 PDS8 变送器具备总线现场仪表的基本功能。

 

1.1 开发流程

        通讯卡软件开发分为固件开发和设备描述开发。

 

        固件开发主要创建通讯卡各功能块，并定义转换块结构体、视图对象、块参数描述表，编写读写函数、报警函数、模式转换函数等，然后采用某种协议与仪表卡进行数据通讯。

 

        设备描述开发是对设备 DD 文件和 CFF 文件的开发， DD 文件经过编译后生成 .sym 和 .ffo 文件， 然后在固件开发中添加位于 .sym 中的参数 ID 号， #后利用在线调试工具 NI-FBUS 对加载 CFF 文件和 sym 和 .ffo 文件进行调试。

 

        固件开发完成后直接烧写在通信卡上，连接仪表卡即可使用，而设备描述开发多用于可视化在线调试时加载使用，它们之间的关系如图 1 所示。

 

        各个阶段使用的开发工具和编译工具不同。 固件开发使用 Source Insight 开发， Green Hills 编译， JLINK下载； CFF 文件使用文本开发、 DD 文件采用 DD Edit开发， DD_IDE 集成环境编译，通过 NI-FBUS 加载。 按图 1 进行调试环境配置并调试。

 

1.2 开发重点

        用户应用程序基于协议栈实现双 CPU 通讯和仪表与通讯卡之间的数据传递。 根据函数功能的不同划分为两部分：用户执行函数、转换块执行函数。

 

1.2.1 用户执行函数

        用户执行程序主要任务是根据指令进行双 CPU通讯，其具体流程（如图 2 所示）：

        （ 1 ）与仪表卡进行初始化握手。

        （ 2 ）当握手成功后，分段读取仪表参数（因为仪表参数地址不连续）。

        （ 3 ）当地衣次读取仪表参数完成后，进入等待状态，同时检测相应参数修改标志位是否改变，若改变则对参数下达修改命令进行修改，#后读取循环变量参数，并刷新仪表参数。

 

1.2.2 转换块执行函数

        转换块执行函数任务是对转换块的模式进行计算、报警条件监测、触发报警后发送报警以及将仪表卡参数传递给转换块等。转换块执行流程（如图 3 所示）：

        （ 1 ）报警监测以及发送 OS 报警。 判断资源块状态和目标模式，当触发报警后，调用 TB_ENTER_OS 函数进入 OS 模式，设置 BLOCK_ERR 参数为 OS ，清除报警信息并发送功能块 OS 报警。 此时测量主值和次值状况为 OS 状态。

        （ 2 ）报警确认。 当 FBShell 接收到报警接收设备的报警确认后， 调用 FB_Alm_Comfirm 函数确认服务并设置报警参数。如将报警计数器减 1 ，设置报警参数的状态为“激活 - 已经发送”、“清除 - 已经发送”或者“更新 - 已经发送”。

        （ 3 ）退出 OS 报警。 当目标模式为 AUTO 模式时，功能块退出 OS 模式，检查静态版本号，判断是否需要发送事件更新报警， 并设置 BLOCK_ERR 参数清除OS 模式，将仪表参数传递给转换块参数。

 

2 下载与调试

        完成通讯卡开发后，使用 Green Hills Multi 集成开环境进行编译，然后运行 make_round_release_bin.bat脚本文件连接 FBShell 库和操作系统库， 生成 bin 文件，将 bin 文件通过 JLink 下载至通讯卡上，#后连接仪表卡后使用在线组态调试工具 NI-FBUS 进行调试。

 

3 结语

        经过 NI-FBUS 组态调试工具调试后，仪表卡与通讯卡之间通讯正常，并且可进行参数读写、参数传递、仪表地址修改、仪表校准等操作，这表明整体设计方案具有可行性。 这款 FF 压力变送器将经过认证进入实际应用中。