1 OEM嵌入式通訊模塊介紹

OEM嵌入式通訊模塊是一款適用于工業以太網和現場總線協議的嵌入式IC模塊，利用該模塊可快速又輕松地把您的設備集成到工業網路中，目前該系列模塊有支持PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus TCP、CANopen、Profibus、DeviceNet、CC-Link等實時通信協議，OEM模塊對用戶開放了2種串行介面，包括USART介面（標準Modbus RTU協議）和SPI介面，與主控MCU應用程式交換實時網路資料，從而將您的設備集成到相應的網路而無需大量的開發作業，另外該模塊還具備32個引腳的IO信號，可以滿足32個點的數字量IO設計，這32個IO引腳可以任意設定成DI或DO，

2 案例說明

本案例以OEM模塊標準評估板（主控芯片STM32F103VCT6）結合集成PROFINET從站通訊協議的OEM通訊模塊，及西門子S7-1200 PLC作為PROFINET主站為例，進行關于PROFINET通訊模塊的通訊測驗，

準備作業

① OEM模塊標準評估板

功能說明：

1. 開發板上X1端子，直流24V供電，，

2. 本開發板支持2種串行介面，包括USART介面和SPI介面，

3. 本開發板具備32個引腳的IO信號，可以滿足32個點的數字量IO設計，

4. 本開發板對外提供一路RS232信號，用于列印資訊，

5. 本開發板主芯片使用STM32F103VCT6，開發例程基于此型號芯片撰寫，

6. JP2插針是開發板主芯片的程式燒寫口，

7. 撥動開關S1：撥到ON時，開發板供電；撥到OFF時，開發板斷電，撥動開關S2始終處于OFF狀態，

② 目標系統

西門子PLC S7-1200作為PROFINET主站，PROFINET通訊模塊插在標準評估板上作為從站，通過網線連接兩個設備進行通訊，評估板上的RS232埠與電腦連接，用Modbus Slave軟體查看接收到的來自PROFINET網路中資料，或者向開發板發送資料從而發送給PLC，

3 通訊測驗

OEM嵌入式通訊模塊的通訊測驗實際上包括兩個部分：PLC主站與OEM模塊之間的通訊，以及OEM模塊與評估板之間通過USART（Modbus RTU）或者SPI的資料互動，本示例以USART通訊為例說明，

3.1 基本配置

1） OEM 模塊 J1~J3 全部斷開，開發板撥碼 1~8 全部 OFF；

2） 使用交換機將西門子PLC、開發板、電腦連到一起，PLC 程式下載到 PLC；

3） 使用RS232 連接線，將電腦與開發板的 DB1 埠連接；

4） 電腦打開Modbus Slave 軟體，建立連接，

3.2 OEM模塊與PLC通訊

① 匯入對應PROFINET通訊模塊的gsd檔案到博圖軟體中，便于之后網路組態與設備配置使用

② 選擇-->添加新設備-->找到并添加所使用的PLC型號，這里以S7-1200為例

③ 找到所匯入的GSD檔案對應的設備，并添加到設備組態中，并連接PLC與通訊模塊

④ 配置PLC的IP地址與設備名稱（這里使用“自動生成PROFINET設備名稱”）

⑤ 配置OEM模塊的IP地址與設備名稱，這里使用默認的GSD檔案中sast名稱，也可以對設備額外設定其他名稱，但需注意與網路組態中的一致，否者無法找到設備，

⑥ 在設備視圖中添加輸入輸出模塊，這里分別添加32 bytes input和32 bytes outputs為例

⑦ 選擇“編譯”，檢查是否有報錯：

⑧ 選擇“下載”，在出現的視窗中分配對應的子網，點擊“開始搜索”找到可訪問的設備，并“下載”

⑨ “裝載”配置

⑩ 選擇“轉至在線”可監控網路狀態，所添加設備后顯示綠色對勾代表通訊狀態正常，

3.3 OEM模塊與評估板通訊

① 狀態機

無論使用USART還是SPI，OEM模塊都做為主站運行，遵循下面的狀態機：

② 資料區定義

根據功能的不同，OEM模塊用到的資料區劃分為5個區域，分別是：通訊資訊區、下發資料區、下發引數區、設備資訊區、上傳資料區，OEM模塊在“S1 握手”階段讀取設備資訊區的資料，由于PROFINET模塊目前未使用此區域的內容，所以用戶僅需要正確回復報文即可，OEM模塊忽略資料值的內容，

下發資料區（4xxxx區- 10H功能碼）（最大1000位元組）

上傳資料區（3xxxx區- 04H功能碼）（最大1000位元組）

③ USART通訊

1） USART介面波特率支持：9.6Kbps、19.2Kbps、38.4Kbps、57.6Kbps、115.2Kbps、230.4Kbps、460.8Kbps，

2） OEM模塊上電后，在S1握手階段，通過握手報文，OEM模塊可以自動適應用戶的波特率，用戶使用的波特率需要在以上7種波特率之中，

3） USART介面資料幀格式：8 個資料位、偶校驗、1 個停止位，

4） USART使用標準MODBUS協議，

5） OEM模塊做為USART通訊主站，用戶做為USART通訊從站，

6） 用戶串口的處理機制：用戶做為標準的MODBUS從站，只需要在收到OEM模塊的報文命令后，按照相應命令回復報文即可，

7） 通訊報文約定

A. 下發資料

板卡發送：

用戶應答：

B. 上傳資料

板卡發送：

用戶應答：

④ Modbus程式示例：

//*******************Modbus資料接收********************//

int user_modbus_deal_rev(void)

{

unsigned int i , tem_start_adr , tem_num ;

unsigned int tem_crc ;

unsigned char tem_hi , tem_lo ;

tem_crc = modbus_crc( URXDBuf , UART_rev_num-2 );

tem_lo = tem_crc & 0xff ;

tem_hi = (tem_crc>>8) & 0xff ;

//**CRC校驗

if( ( URXDBuf[UART_rev_num-2]==tem_hi ) && ( URXDBuf[UART_rev_num-1]==tem_lo ) )

{

if( URXDBuf[1] == 0x10 ) //功能碼10H

{

tem_start_adr = ( URXDBuf[2] << 8 ) + URXDBuf[3] ;

tem_start_adr = tem_start_adr << 1 ;

tem_num = URXDBuf[6] ;

for( i=0 ; i<tem_num ; i++ )

{

modbus_4_data[ tem_start_adr+i ] = URXDBuf[7+i] ;

}

}

user_modbus_deal_txd();

}

return 1 ;

}

//*******************Modbus資料發送********************//

int user_modbus_deal_txd(void)

{

unsigned int tem , i ;

unsigned int function_code , tem_start_adr , tem_num1 , tem_num2 ;

function_code = URXDBuf[1] ;

// 04H

if( function_code == 0x04 )

{

tem_start_adr = ( URXDBuf[2] << 8 ) + URXDBuf[3] ;

tem_start_adr = tem_start_adr << 1 ; ?

tem_num1 = ( URXDBuf[4] << 8 ) + URXDBuf[5] ;

tem_num2 = tem_num1 << 1 ;

for( i=0 ; i<tem_num2 ; i++ )

{

modbus_3_data[ tem_start_adr+i ] = modbus_3_data[ tem_start_adr+i ] + 1 ;

UTXDBuf[3+i] = modbus_3_data[ tem_start_adr+i ] ;

}

UTXDBuf[0] = modbus_adr ;

UTXDBuf[1] = 0x04 ;

UTXDBuf[2] = tem_num2 ;

tem = modbus_crc( UTXDBuf , tem_num2+3 );

UTXDBuf[tem_num2+3] = tem >> 8 ;

UTXDBuf[tem_num2+4] = tem ;

UART_trx_num = tem_num2+5 ;

}

// 10H

else if( function_code == 0x10 )

{

for( i=0 ; i<6 ; i++ )

{

UTXDBuf[i] = URXDBuf[i] ;

}

tem = modbus_crc( UTXDBuf , 6 );

UTXDBuf[6] = tem >> 8 ;

UTXDBuf[7] = tem ;

UART_trx_num = 8 ;

}

UART_trx_ctr = 0 ;

UART_rev_ctr = 0 ;

Modbus_TR_State = TR_TURE ;

for( i=0 ; i<10 ; i++ )

USART_SendData( RTU_USART , UTXDBuf[0] );

monitor_print(UTXDBuf[0]);

return 1 ;

}

④ 資料互動模型

3.4 資料互動測驗

在“PLC變數”中添加需要在線監視或修改的變數，在“監控與強制表”中添加監控表，并添加對應的變數，可進行變數的監測，另外，這里可以通過Modbus Slave軟體監測從站開發板的收發資料，在博途和Modbus Slave可以分別查看相應的收發資料，PROFINET模塊通訊正常，并完成PROFINET資料互動，（注意OEM嵌入式通訊模塊資料區Modbus暫存器地址從0x100開始）

關于虹科工業通訊：

虹科是一家在工業自動化領域，特別是工業總線通訊行業經驗超過10年的高科技公司，虹科工業通訊事業部與世界知名的工業通訊專家【PEAK-System，Hilscher，Kunbus，SYS TEC，Koenig-Pa，Port，Copa-data，TenAsys，SoC-e、RELYUM】等深度合作，提供業內頂尖水平的工業總線協議軟硬體解決方案，協議型別包含【CAN、CANopen、EtherCAT、Profibus、Profinet、EtherNET/IP、TSN】等，產品型別包含代碼、軟體、芯片、板卡、模塊等，虹科工業通訊以客戶需求為導向，以技術能力為基礎，為國內企業提供最適合的產品和最滿意的服務，特別是在工業4.0的大環境下，虹科工業通訊與時俱進，推出了TSN（時間敏感網路）的解決方案，后者將在推動萬物互聯的潮流中扮演著如高速公路般的連接作用，

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