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现场总线技术的出现使工业控制领域发生了翻天覆地的变化,它将传统的集中控制模式转变为分散的控制模式,将慢速的并行数据交换模式转变为高速的串行模式,使整个工业控制现场能够实现网络化管理。其中以外围设备的过程控制现场总线(Process Fieldbus Device Periphry, PROFIBUS DP)为代表,由于其高速可靠,令它在国内外工业控制领域占有大量份额。本课题针对工业现场中对大量分散I/O点实时控制的需求,以现今数字电路设计流行的现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)为基础,设计了基于FPGA的PROFIBUS DP从站。该从站采用了控制器加协议芯片的结构:选用PROFIBUS DP专用协议芯片SPC3完成协议的解析;选用Altera公司的CycloneII器件作为外部控制器,协助SPC3完成从站状态机的转变,同时控制从站I/O数据的输入输出。本文设计的DP从站实现了与主站间的周期性数据交换,扩展了与上位机的串行通信接口,使用户能够在PC机上监视从站I/O数据的变化以及修改从站的配置信息。本文研究了PROFIBUS DP总线协议中的DPV0规约;对从站的硬件模块进行了设计;在硬件结构的基础上,根据从站要实现的功能按照自顶向下的原则设计了FPGA芯片内的各功能模块,这些模块在ModelSim和QuartusII软件下完成了功能和时序仿真;最后将所设计的DP从站与可编程逻辑控制器(Progarmmable Logic Controller, PLC)主站组态DP网络,通过了从站状态转变、速度以及稳定性等方面的测试,验证了设计的正确性。