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工业以太网是当前工业控制现场总线技术的一个重要发展方向,与使用传统技术的现场总线相比,以太网现场总线具有传输速度快,数据包容量大,传输距离长,性能较好的优点。EtherCAT作为实时工业以太网技术中的一种典型技术,2003年由德国BECKHOFF自动化公司提出的。它充分利用了以太网的全双工特性,使用主从模式介质访问控制,主站发送以太网帧给各从站,从站从数据帧中抽取数据或者将数据插入数据帧。其从站节点使用专用的控制芯片,主站使用标准的以太网控制器。EtherCAT具有适用广泛,无需从属子网,支持多种设备连接拓扑结构,高效率,刷新周期短,同步性能好等特点,并且完全符合以太网标准。整个EtherCAT网络化控制系统在现代工业生产中具有相当的通用性,只是针对不同的应用层设备而存在不同。EtherCAT网络化控制技术在很大程度上提高了现场总线的性能。本文主要研究EtherCAT网络化控制系统中EtherCAT从站微处理器对主战与从站数据交换的实现过程。而系统中所用到的数据通信协议为CANopen协议。课题首先对整个EtherCAT网络化控制系统的系统结构做了介绍,然后针对EtherCAT从站设计出了从站微处理芯片LPC1754的硬件电路,并且完成了所设计芯片的PCB设计以及芯片元器件焊接工作。接着对EtherCAT网络化控制系统中的通信协议CANopen协议做了认真地学习与研究,根据协议中的规定设计了EtherCAT从站微处理器芯片LPC1754的驱动程序。最后结合主站控制器对所设计的驱动程序进行了PDO和SDO数据通信的测试,并且在自动化软件TwinCAT平台上利用所设计的芯片LPC1754上的数模转换模块对所设计的微处理器驱动程序进行了测试,对所得到的测试结果进行了分析。从最终测试结果可以发现,所设计的从站驱动程序可以在设计的从站微处理器芯片LPC1754上正确运行,所设计的从站驱动程序可以正确地完成对CoE格式的数据帧的封装与解析工作,能够准确地实现主战与从站之间的数据交换功能。所设计的LPC1754芯片能够实现整个EtherCAT网络化控制系统中从站微处理器的功能。整个模块工作稳定可靠,能够满足基本的工业化网络控制系统需求,能够投入到现代化工业生产与相关制造业中。