CAN与以太网区别
工业以太网与CAN总线的比较(2008-07-19 20:49:20)
2008-07-23 10:45
1. 工业以太网的优势及存在问题
(1)优势
基于TCP / IP的以太网是一种标准开放式的网络,由其组成的系统兼容性和互操作性好,资源共享能力强,可以很容易的实现将控制现场的数据与信息系统上的资源共享;数据的传输距离长、传输速率高;易与Internet连接,低成本、易组网,与计算机、服务器的接口十分方便,受到了广泛的技术支持。
(2)存在问题
以太网采用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问协议(CSMA /CD) ,无法保证数据传输的实时性要求,是一种非确定性的网络系统; 安全可靠性问题,以太网采用超时重发机制,单点的故障容易扩散,造成整个网络系统的瘫痪;对工业环境的适应能力问题,目前工业以太网的鲁棒性和抗干扰能力等都是值得关注的问题,很难适应环境恶劣的工业现场;本质安全问题,在存在易燃、易爆、有毒等环境的工业现场必须要采用安全防爆技术;总线供电问题。在环境恶劣危险场合,总线供电具有十分重要的意义。
2. CAN现场总线的特点及局限性
(1)特点
CAN现场总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。主要表现在CAN 为多主方式工作; CAN总线的节点分成不同的优先级;采用非破坏仲裁技术;报文采用短帧结构,数据出错率极低;节点在错误严重的情况下可自动关闭输出。(2)局限性
CAN现场总线作为一种面向工业底层控制的通信网络,其局限性也是显而易见的。首先,它不能与Internet互连,不能实现远程信息共享。其次,它不易与上位控制机直接接口,现有的CAN接口卡与以太网网卡相比大都价格昂贵。还有, CAN 现场总线无论是其通信距离还是通信速率都无法和以太网相比。
3. 工业以太网和CAN现场总线的网络协议规范比较
工业以太网和CAN现场总线的网络协议规范都遵循ISO /OSI参考模型的基本层次结构。工业以太网采用IEEE802参考模型,相当于OSI模型的最低两层,即物理层和数据链路层,其中数据链路层包含介质访问控制子层(MAC)和逻辑链路控制子层(LLC) 。CAN现场总线的ISO /OSI参考模型也是分为两层,并与工业以太网的分层结构完全相同,但是二者在各层的物理实现及通信机理上却有很大的差别。
工业以太网和CAN现场总线的各层在具体网络协议实现上的分析比较如下表所
异步串行通信的工作方式
异步串行通信的工作方式，然后给出了VB MSComm控件下异步串行通信在电子衡器中的应用实例，包括硬件接口及软件设计。关键词：RS-232 异步串行通信Visual Basic 电子衡器控件计算机一般提供了2个25针或9针的RS-232标准串行口，简称为COM1和COM2。在某些应用中，我们还可以通过插通信卡来获得额外的RS-232标准串行口。利用这些串行口可以与其它数字设备进行一般的数据通信，计算机的串行接口主要用于远程通信和低速输入输出设备。由于串行数据通信传输线条数最少，而且有许多较便宜的专用芯片可实现它，发送和接受器也简单，因而对数据传输速度要求不高的计算机和数字设备间的近程通信，多采用串行通信实现。而目前各个厂家生产的电子衡器的称重仪表多配有与上位机通信的RS—232C串行接口，因而计算机与称重仪表之间的数据通信用串口很容易实现，只需要制作一条2芯或3芯的数据线编写相应的接口程序即可实现，不需要增加其他硬件设备。采用这种方式组成的微机电子衡器有许多优点：称重仪表经过多年的发展，在数据采集、抗干扰、可靠性等方面技术成熟，质量稳定；而计算机在存储容量、数据处理、查询、统计报表等数据管理方面有明显优势。正是两者的完美结合，才使计算机与称重仪表组成的在线式称重管理系统得到了广泛的应用。1串行通信的工作方式串行通信，可分为同步和异步两种方式。异步方式是指在约定的波特率下，传送和接受的数据不需要严格的保持同步，允许有相对的延迟，虽然速度较慢，但经济实用，所以异步串行通信现大量应用于计算机接口技术中。计算机与称重仪表就采用异步通信的方式传送数据。1.1异步串行通信的数据格式在这种通信方式中，一般以一个字符为一帧。一帧最少由三部分组成：起始位、数据位、停止位，开始是一位起始位以发送一个逻辑“0”表示，接着是表示这个数据的数据位，数据位可以是5位、6位、7位或8位，再加一位奇偶校验位，然后是一个、一个半或二个停止位，停止位以逻辑“1”表示。1.2波特率串行通信每秒传送的位数，传送时先低位后高位。常用的波特率有600、1200、2400、4800、9600等。1.3端口在计算机中，一般都配有两个标准串行口，用COM1和COM2表示。（通常采用2个9针D型阳性插头。）1.4信号线RS—232C标准规定有25根连线，使用21个信号线。在我们讨论的微机电子衡器中仅用到3根信号线，它们是：发送数据线TXD（输出信号），接受数据线RXD（输入信号线），信号地GND。其余信号线定义可参考相关书籍。2串行通信在电子衡器中的应用实例串行通信接口设计，包括硬件、软件设计两部分。在WINDOWS操作系统下，可选用VC++、VB等可视化开发工具。下面将以上海耀华称重系统公司的XK3190—A1+为例，以VB6.0编程语言，说明串行通信的软、硬件设计过程。 2.1称重仪表仪表选用上海耀华XK3190－Ａ1+仪表，其串口通信格式如下：2.1.1连续方式发送：所传送的数据为仪表显示的当前称量（毛重或净重），每帧数据由12组数据组成。 第X组 内容及注释 1 02（XON）开始 2 +或- 符号位 3 称量数据高位 ： 称量数据： ： 称量数据： 8 称量数据低位 9
以太网概念
以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的 一个。人们通常认为以太网发明于1973年，当年罗伯特.梅特卡夫(Robert Metcalfe)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网：局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。 1979年，梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐，成立了3Com公司。3com对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说，希望与他们一起将以太网标准化、规范化。这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和ARCNET，在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。而在此过程中，3Com也成了一个国际化的大公司。 梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。Saltzer在一篇与他人合著的很有影响力的论文中指出，在理论上令牌环网要比以太网优越。受到此结论的影响，很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置，这样3Com才有机会从销售以太网网卡大赚。这种情况也导致了另一种说法“以太网不适合在理论中研究，只适合在实际中应用”。也许只是句玩笑话，但这说明了这样一个技术观点：通常情况下，网络中实际的数据流特性与人们在局域网普及之前的估计不同，而正是因为以太网简单的结构才使局域网得以普及。梅特卡夫和Saltz er曾经在麻省理工学院MAC项目(Project MAC)的同一层楼里工作，当时他正在做自己的哈佛大学毕业论文，在此期间奠定了以太网技术的理论基础。 它不是一种具体的网络，是一种技术规范。 该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备之间以10~100Mbps的速率传送信息包，双绞线电缆10 Base T以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。 [编辑本段] 以太网的分类和发展 一、标准以太网 开始以太网只有10Mbps的吞吐量，使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA／CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）的访问控制方法，这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接，并且在I EEE 802.3标准中，为不同的传输介质制定了不同的物理层标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度（基准单位是100m），Base表示“基带”的意思，Broad代表“带宽”。
以太网端口类型描述
100/1000为速率 base表明使用的频率是基带 T使用的介质是同轴电缆，TX表明介质为双绞线，FX表明介质为光纤 X也表示光纤。根据BASE后面的媒质类型可以知道其支持的最大传输距离 1000BaseCX 或 1000Base-CX 1000BaseCX,也叫做1000Base-CX，是通过一个特殊的短于25米的150欧姆的电缆来传输的吉比特以太网。这种电缆是一种屏蔽了的电 缆。为了使由电压不稳造成的安全和干扰问题降到最小，发射机和接收器共享一个接点。为了最小化传输失真，每个连接器的回波损耗被限制在20db之内。连接 器的类型是DB-9连接器或者HSSDC。 1000BaseF 或 1000Base-F 1000BaseF，也叫做1000Base-F，是一个通过光纤来进行以太网通信的1000兆比特每秒的基带规格。1000Base-F使用 8B/10B美国国家标准协会的X3T11的光纤信道， FC-1帧编码,串行器/反串行器和反向不归零制在光纤上，计时在1250波特。1000BaseF多模式光纤能够支持平均纤长为500m的全双工，单个 模式的光纤支持纤长为2-3km的全双工。 1000BaseLH 或 1000Base-LH 1000BaseLH，也叫做 1000Base-LH，是一个定义在IEEE 802.3z中的通过光纤电缆的吉比特以太网标准。LH代表一个long haul，1000Base-LH使用长波激光（1310nm） 通过多模态和单模态光纤。1000BaseLH能够最大支持距离为550m的多模式光纤和10km的单模式光纤。 1000BaseLX 或 1000Base-LX 1000BaseLX,也叫做1000Base-LX，是一个定义在IEEE 802.3z中的通过光纤电缆的千兆以太网标准。LX代表长波， 1000Base-LX使用长波激光（1310nm） 通过模态和单模式光纤，它是和1000Base-SX相对的，1000Base-SX使用短波激光通过多模式光纤。1000BaseLX能够最大支持距离 为550m的多模式光纤和5km的单模式光纤。 1000BaseSX 或 1000Base-SX 1000BaseSX，也叫做1000Base-SX，是一个定义在IEEE 802.3z中的通过光纤电缆的千兆以太网标准。SX代表短波，1000Base-SX使用短波激光通过多模式光纤，其和1000Base-LX是相对 的，1000Base-LX是使用长波激光通过多模态和单模态光纤。基于1000BaseSX的多模态光纤的最远距离是550m。 1000BaseT 或 1000Base-T 1000BaseT，也叫做1000Base-T，它是一个通过可达100m的双绞线支持数据传输至1000 Mbps的物理层标准。1000BASE-T 标准是定义在IEEE 802.3ab中的。和以太网相似，1000BaseT是基于带冲突检测的CSMA的局域网存取方法。 1000BaseX 或 1000Base-X 1000BaseX 定义了多种千兆以太网标准，就如定义在 IEEE802.3z中的，例如1000BaseLX, 1000BaseSX, 1000BaseCX 和1000BaseLH。基本上，所有的标准包含在1000BaseX使用带有8位数据的8B/10B编码方案和 2位纠错数据。每个规格允许不同的电缆（光纤和铜线）长度，使用不同的有线媒体。 1000BaseZX 1000BaseZX（或1000Base-ZX）是一个千兆以太网通信的Cisco指定标准。1000BaseZX运行在平常的链接跨度达43.5英里 （70 km）的单模式光纤上。使用premium单模式光纤或者色散位移单模光纤链接跨度达62.1英里 （100 km）是可能的。1000BaseZX 使用长波激光。1000BASEZX GBIC规定为用作基于各种交换机和路由器产品的，在千兆以太网平台上工作的物理媒体相关（子层）一个部件。它的运行信令速率为1250 Mbaud，传输和接收 8B/10B的编码数据。 100BaseFX 或 100Base-FX 100BaseFX，也叫做100Base-FX，是一个100-Mbps基带快速以太网标准。100BaseFX，是定义在 IEEE 802.3标准中的 100BaseX的一部分，其在通过光纤的快速以太网上使用4B/5B分组编码。100BaseFX的光纤长度能够支持：412m的全 双工毫米光纤，2km的全双工毫米光纤，15-20km的全双工单模光纤. 100BaseT 或 100Base-T 100BaseT,也叫做100Base-T或者快速以太网，是一个支持数据传输速率达100 Mbps（100兆位每秒）。100BASE-T是基于曼彻斯特信号编码传输通过3号或更好的双绞线。100BASE-T 标准是定义在 IEEE 802.3u中的，100BaseT是基于带冲突检测的CSMA的局域网存取方法。 100BaseT4 或 100Base-T4 100BaseT4，也叫做100Base-T4，是一个100-Mbps基带快速以太网标准，其使用4对3, 4或5号非屏蔽双绞线。为了保证合适的信号时间和质量，一个100BaseT4片段在长度上不能超过100m,100BaseT4 是 IEEE 802.3标准的一部分。 100BaseTX 或 100Base-TX 100BaseTX，也叫做100Base-TX，是一个使用两对UTP或者STP陪线的100-Mbps基带快速太网标准，基于4B/5B信号编码。第 1对线用于接收数据，第2对用于传输数据。为了保证适宜的信号时间和质量，一个100BaseTX片段在长度上不能超过100米。在 IEEE 802.3u标准中100BaseTX是100BaseX的一部分。 100BaseX 或 100Base-X 100BaseX，包括100BaseFX 和 100BaseTX，是一个基于 IEEE 802.3标准的使用4B/5B分组编码通过快速以太网的光纤电缆和双对子的100-Mbps基带快速以太网标准。 100VG-AnyLAN 100VG-AnyLAN,最初是由 Hewlett-Packard发展的,其是一个100-Mbps快速以太网和令牌环媒体技术，其使用4对3, 4或5号非屏蔽双绞线布线。100VG-AnyLAN 能够被用于操作在现有的10BaseT以太网络上。100VG-AnyLAN被定义在 IEEE 802.12标准里。 10Base2 或 10Base-2
异步串行接口电路及通信系统设计设计报告
异步串行接口电路及通信系统设计 设计报告 2009级可编程逻辑课程名称: 实验题目:学生姓名: YC 开课学院: Bio开课时间: 2011课程设计可编程逻辑设计异步串行接口电路及通信系统设计、SXL、ZY、YLJ、WJ 学院至2012学年第二学期重庆大学本科学生课程设计指导教师评定成绩表学院年级学生姓名课程设计题目be学院2009级指导教师专业Zxm. Wxp. BME YC、SXL、ZY、YLJ、WJ 异步串行接口电路及通信系统设计指导教师评语课程设计成绩指导教师签名：年月日重庆大学本科学生课程设计任务书课程设计题目学院BE学院异步串行接口电路及通信系统设计专业BME 年级、班09 BME 01、02班
设计要求：设计一个能进行异步全双工串行通信的模块，该模块以固定的串行数据传送格式收发数据。1）每帧数据供10 位，其中1位启动位，8位数据位，1位停止位。2）波特率为：9600。3）收发误码率摘要摘要通用串口是远程通信接口，在数字系统使用很普遍，是一个很重要的部件。本论文使用VHDL语言描述硬件功能，并适当借助Verilog HDL 语言，利用在FPGA 芯片上的综合描述,采用模块化设计方法设计UART的各个模块。其中包括波特率发生器，程序控制器，UART数据接收器和UART数据发送器，采用的外部时钟为50MHZ，波特率为9600。在QuartusII 环境下进行设计、编译和仿真。最后的程序编译仿真结果及硬件测试结果表明系统设计完全正确。关键字：VHDL; Verilog HDL；UART; 帧格式; FPGA；异步通信I 摘要Abstract In this paper, the use of
profinet和以太网区别
profinet和工业以太网区别 什么是Profinet PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS InternaTIonal，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。 PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。 是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为
跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。 PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。 PROFINET 技术定义了三种类型： PROFINET 1.0 基于组件的系统主要用于控制器与控制器通讯 PROFINET-SRT 软实时系统用于控制器与I/O 设备通讯 PROFINET-IRT 硬实时系统用于运动控制 什么是工业以太网 工业以太网是基于IEEE 802.3 （Ethernet）的强大的区域和单元网络。工业以太网，提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。企业内部互联网（Intranet），外部互联网（Extranet），以及国际互联网（Internet）提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域，而且还可以应用于生产和过程自动化。继10M波特率以太网成功运行之后，具有交换功能，全双工和自适应的100M波特率快速以太网（Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u 的标准）也已成功运行多年。采用何种性能的以太网取决于用户的需要。通用的兼容性允许用户无缝升级到新技术。 工业以太网是应用于工业控制领域的以太网技术，在技术上与商用以太网（即IEEE 802.3标准）兼容，但是实际产品和应用却又完全不同。这主要表现普通商用以太网的产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性、本质安全性等方面不能满足工业现场的需要。故在工业现场控制应用的是与商用以太网不同的工业以太网。
以太网协议
以太网协议 历史上以太网帧格式有五种: 1 E thernet V1：这是最原始的一种格式，是由Xerox P ARC提出的3Mbps CSMA/CD以太网标准的封装格式，后来在 1980年由DEC，Intel和Xerox标准化形成E thernet V1标准； 2 E thernet II即DIX 2.0：Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太网标准帧格式。Cisco名称为：ARP A。 这是最常见的一种以太网帧格式，也是今天以太网的事实标准，由DE C，Intel和Xerox在1982年公布其标准，主要更改了E thernet V1的电气特性和物理接口，在帧格式上并无变化；E thernet V2出现后迅速取代E thernet V1成为以太网事实标准；E thernet V2帧头结构为6bytes的源地址+6bytes的目标地址+2Bytes的协议类型字段+数据。 常见协议类型如下： 0800 IP 0806 ARP 0835 RARP 8137 Novell IPX 809b Apple Talk 如果协议类型字段取值为0000-05dc(十进制的0-1500)，则该帧就不是E thernet V2(ARP A)类型了，而是下面讲到的三种802.3帧类型之一；E thernet可以支持TCP/IP，Novell IP X/SP X，Apple Talk P hase I等协议；RFC 894定义了IP 报文在E thernet V2上的封装格式； 在每种格式的以太网帧的开始处都有64比特（8字节）的前导字符，如图所示。其中，前7个字节称为前同步码（P reamble），内容是16进制数0xAA，最后1字节为帧起始标志符0xAB，它标识着以太网帧的开始。前导字符的 作用是使接收节点进行同步并做好接收数据帧的准备。 ——P R：同步位，用于收发双方的时钟同步，同时也指明了传输的速率（10M和100M的时钟频率不一样，所以100M网卡可以兼容10M网卡），是56位的二进制数101010101010..... ——SD: 分隔位,表示下面跟着的是真正的数据,而不是同步时钟,为8位的10101011,跟同步位不同的是最后2位 是11而不是10. ——DA:目的地址,以太网的地址为48位(6个字节)二进制地址,表明该帧传输给哪个网卡.如果为FFFFFFFFFFFF, 则是广播地址,广播地址的数据可以被任何网卡接收到. ——SA:源地址,48位,表明该帧的数据是哪个网卡发的,即发送端的网卡地址,同样是6个字节. ----TYP E：类型字段，表明该帧的数据是什么类型的数据，不同的协议的类型字段不同。如：0800H 表示数据为IP包，0806H 表示数据为ARP包，814CH是SNMP包,8137H为IP X/SP X包，（小于0600H的值是用于IEEE802 的，表示数据包的长度。） ----DATA：数据段，该段数据不能超过1500字节。因为以太网规定整个传输包的最大长度不能超过1514字节。 （14字节为DA，SA，TYP E）
各种不同以太网帧格式
各种不同以太网帧格式 利用抓包软件的来抓包的人，可能经常会被一些不同的Frame Header搞糊涂，为何用的Frame的Header是这样的，而另外的又不一样。这是因为在Ethernet中存在几种不同的帧格式，下面我就简单介绍一下几种不同的帧格式及他们的差异。 一、Ethernet帧格式的发展 1980 DEC,Intel,Xerox制订了Ethernet I的标准； 1982 DEC,Intel,Xerox又制订了Ehternet II的标准； 1982 IEEE开始研究Ethernet的国际标准802.3； 1983迫不及待的Novell基于IEEE的802.3的原始版开发了专用的Ethernet帧格式； 1985 IEEE推出IEEE 802.3规范； 后来为解决EthernetII与802.3帧格式的兼容问题推出折衷的Ethernet SNAP 格式。 (其中早期的Ethernet I已经完全被其他帧格式取代了所以现在Ethernet只能见到后面几种Ethernet的帧格式现在大部分的网络设备都支持这几种Ethernet 的帧格式如:cisco的路由器在设定Ethernet接口时可以指定不同的以太网的帧格式:arpa,sap,snap,novell-ether) 二、各种不同的帧格式 下面介绍一下各个帧格式 Ethernet II 是DIX以太网联盟推出的，它由6个字节的目的MAC地址，6个字节的源MAC地址，2个字节的类型域（用于表示装在这个Frame、里面数据的类型)，以上为Frame Header,接下来是46--1500 字节的数据，和4字节的帧校验） Novell Ethernet 它的帧头与Ethernet有所不同其中EthernetII帧头中的类型域变成了长度域，后面接着的两个字节为0xFFFF用于标示这个帧是Novell Ether类型的Frame，由于前面的0xFFFF站掉了两个字节所以数据域缩小为44-1498个字节,帧校验不变。
非常重要的PLC知识之PROFINET(二)Profibus、Profinet、Ethernet有什么区别
非常重要的PLC知识之PROFINET（二）Profibus、Profinet、Ethernet有什么区别 关注VX公众号：工控猫PLC,获取更多教学知识 工控猫PLC PROFINET 是一种新的以太网通讯系统，是由西门子公司和Profibus 用户协会开发。PROFINET 具有多制造商产品之间的通讯能力，自动化和工程模式，并针对分布式智能自动化系统进行了优化。其应用结果能够大大节省配置和调试费用。PROFINET 系统集成了基于Profibus 的系统，提供了对现有系统投资的保护。它也可以集成其它现场总线系统。 简单来说，PROFINET=PROFIbus+etherNET，把Profibus的主从结构移植到以太网上，所以profinet会有Controller和Device，他们的关系可以简单的对应于profibus的Master和Slave，当然，是有区别的，但这样对应可以有助于理解。另外由于profinet是基于以太网的，所以可以有以太网的星型、树形、总线型等拓扑结构，而profibus只有总线型。所以profinet就是把profibus的主从结构和ethernet的拓扑结构相结合的产物，其他像等时性等西门子鼓吹的特性其实以太网也有，只不过profinet由于有Controller这样的控制单元可以提高等时性的精度而已。
PROFINET 是一种支持分布式自动化的高级通讯系统。除了通讯功能外，PROFINET 还包括了分布式自动化概念的规范，这是基于制造商无关的对象和连接编辑器和XML 设备描述语言。以太网TCP/IP 被用于智能设备之间时间要求不严格的通讯。所有时间要求严格的实时数据都是通过标准的Profibus DP 技术传输，数据可以从Profibus DP 网络通过代理集成到PROFINET 系统。PROFINET 是唯一使用已有的IT 标准，没有定义其专用工业应用协议的总线。它的对象模式的是基于微软公司组件对象模式(COM) 技术。对于网络上所有分布式对象之间的交互操作，均使用微软公司的DCOM 协议和标准TCP 和UDP 协议。
串行通信技术-模拟信号转换接口
微机原理与应用实验报告6 实验9串行通信技术 实验10A模拟信号转换接口 实验报告
实验九串行通信技术 一、实验目的 1. 了解异步串行通信原理； 2. 掌握MSP430异步串行通信模块及其编程方法； 二、实验任务 1. 了解MSP430G2553实验板USB转串口的通信功能，掌握串口助手的使用 （1）利用PC机的串口助手程序控制串口，实现串口的自发自收功能 为实现PC串口的自发自收功能，须现将实验板上的扩展板去下，并将单片机板上的BRXD和BTXD用杜邦线进行短接，连接图如下所示： 由此可以实现PC串口的自收自发功能。 （2）思考题：异步串行通信接口的收/发双方是怎么建立起通信的 首先在异步通信中，要求接收方和发送方具有相同的通信参数，即起始位、停止位、波特率等等。在满足上面条件的情况下，发送方对于每一帧数据按照起始位数据位停止位的顺序进行发送，而接收方则一直处于接受状态，当检测到起始位低电平时，看是采集接下来发送方发送过来的数据，这样一帧数据（即一个字符）传送完毕，然后进行下一帧数据的接受。这样两者之间就建立起了通信。 2. 查询方式控制单片机通过板载USB转串口与PC机实现串行通信 （1）硬件连接图
（2）C语言程序 采用SMCLK=1.0MHz时，程序如下：
其中SMCLK=1MHz，波特率采用的是9600，采用低频波特方式，则N=1000000/9600=104.1666…，故UCA0BR1=0，UCA0BR0=104，UCBRS=1； 当采用外部晶振时，时钟采用默认设置即可，程序如下：
也是采用了低频波特率方式，所以关于波特率设置的相关计算和上面是一样的。 （3）思考：如果在两个单片机之间进行串行通信，应该如何设计连线和编程？ 由于在上面的连线中将单片机上的P1.2和BRXD相连，P1.1和BTXD相连，所以若要在两个单片机之间进行通信，首先应该将两个单片机的P1.2和P1.1交叉相连，并根据上面的程序进行相同的关于端口和波特率相关的设置即可实现两个单片机之间的通信。 3. （提高）利用PC机RS232通信接口与单片机之间完成串行通信 （1）硬件连接图 在实验时，采用了将PC机的串口com1直接连接至MSP430F149的孔型D9连接器上，G2553单片机的输出引脚P1.1和P1.2分别与F149单片机上的URXD1和UTXD1相连接，连接图如下所示：
Profibus和ProfiNET通信上的区别
P r o f i b u s和P r o f i N E T 通信上的区别 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
P r o f i b u s/P r o f i N E T通信上的区别一、PROFINET和PROFIBUS的区别 PROFINET和PROFIBUS是PNO组织推出的两种现场总线。 两者本身没有可比性，PROFINET基于工业以太网，而PROFIBUS基于RS485串行总线，两者协议上由于介质不同完全不同，没有任何关联。 两者相似的地方都具有很好的实时性，原因在于都使用了精简的堆栈结构。 基于标准以太网的任何开发都可以直接应用在PROFINET网络中，世界上基于以太网的解决方案的开发者远远多于PROFIBUS开发者，所以，有更多的可用资源去创新技术。 对于PROFIBUS，数据传输的带宽最大为12Mbps，对于PROFINET，数据传输的带宽为100Mbps。 对于PROFIBUS，数据传输的方式为半双工，对于PROFINET，数据传输的方式为全双工。 对于PROFIBUS，一致性数据最大为32bytes，对于PROFINET，一致性数据最大为254bytes。 对于PROFIBUS，用户数据的最大为244bytes，对于PROFINET，用户数据的最大为1400bytes。 对于PROFIBUS，12Mbps的最大总线长度为100m，对于PROFINET，设备之间的总线长度为100m。 对于PROFIBUS，引导轴必须在DP主站中运行，对于PROFINET，引导轴可以运行在任意SIMOTION中。
异步串行通信接口实验
计算机系统的通信实验 一．目的：了解计算机间的数据通信的基本技术； 了解RS─232C的结构及使用方法。RS----232C 9芯连接器插针定义如下： 二．使用设备：带有RS─232C通信接口的微型计算器及一根多芯电缆。 三．8250异步串行接口： IBM PC系统可选的串行异步通信接口板上用的UART是一片INS8250，以它为核心，附加一些辅助电路，如I / O地址译码电路电平变换电路等，组成了RS232C接口，所以，对RS232C编程实际上是对8250的编程。8250的逻辑框图如下：
(一)8250的编程模型 8250异步串行接口是用于IBM PC串行通讯的接口芯片，8250内含比特率分频器，无须外接，所以用它构成接口非常简单。有两个串口，每个串口上有10个寄存器，IBM PC系统只为这10个寄存器分配了连续的７个端口地址，其端口地址分配如下： 分配的端口地址输入还是输出相应寄存器 3F8H／2F8H＊输出发送数据寄存器 3F8H／2F8H＊输入接收数据寄存器 3F8H／2F8H＋输出波特率分频器Ｌ（数据传输速度）3F9H／2F9H＋输出波特率分频器Ｈ 3F9H／2F9H＊输出中断允许寄存器 3FAH／2FAH 输入中断标识寄存器 3FBH／2FBH 输出线控制寄存器 3FCH／2FCH 输出Modem控制寄存器 3FDH／2FDH 输入线狀态寄存器 3FEH／2FEH 输入Modem狀态寄存器 注：标有＊寄存器地址是线控制存器７位为０时的寄存器地址，标有＋寄存器地址是线控制存器７位为１时的寄存器地址。 从功能上分，这10个寄存器可分为两组：一组用于工作方式，通信参数的控置和设置。如数据格式有关参数的设置，是否允许中断方式的设置以及是否使用RTS,DTR等联络控制信号等，属于这一组的有5个寄存器：波特率分频器L（低位）和H（高位） 线控制寄存器，Moden控制寄存器，中断允许寄存器。这5个寄存器都是在8250初始化时用OUT指令向其中置入初值的。另一组寄存器用于实现通信传输，有5个寄存器， 它包括：输入和输出的缓冲寄存器——接收数据寄存器和发送保持寄存器， 记忆当前状态的寄存器——线状态寄存器， Moden状态寄存器和中断标识寄存器。 （二）8250的初始化： １．波特率的设置：（波特率分频器L和H）是用OUT指令向地址为3F8H和3F9H的两个波特率分频器置入合适的值实现的。 在初始化时，将线控寄存器最高为置１，然后写3F8H，3F9H便可对串行传送速率进行初始化。波特率分频器确定串行传送的速率（每秒传送的位数）如下： 波特率分频器H 分频器L 50 09H 00H 75 06H 00H 110 04H 17H 134．5 03H 59H 150 03H 00H 300 01H 80H 600 00H C0H 1200 00H 60H 1800 00H 40H 2000 00H 3AH 2400 00H 30H 3600 00H 20H
各种工业以太网的区别
各种工业以太网的区别其实就是协议的区别，其中最主要的还是应用层协议的区别。 都是以太网通讯，只是每个公司的叫法不一样，西门子用PROFINET、AB用Ethernet IP、施耐德的MODBUS TCP/IP。 取个例子，以太网就像高速公路，Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP分别像高速公路上的宝马、奔驰、奥迪车，都可以从一个城市把物品运送到另一城市。但是每个车上安装的零件无法和另一车上的零件进行更换。 EtherCAT（以太网控制自动化技术）是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，EterCAT名称中的CAT为ControlAutomation Technology（控制自动化技术）首字母的缩写。最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff AutomationGmbH)研发。EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。 Ethernet/IP是一个面向工业自动化应用的工业应用层协议。它建立在标准UDP/IP与TCP/IP 协议之上，利用固定的以太网硬件和软件，为配置、访问和控制工业自动化设备定义了一个应用层协议西蒙公司开发 Ethernt/IP属于ODVA组织，Rockwell只是其中一个推广力度比较大的公司而已。施耐德也是ODVA组织的成员，施耐德所有PLC都可以支持Ethernt/IP协议。Ethernt/IP协议是十大总线之一，和Controlnet、Devicenet一起称为CIP总线。可以实现协议间路由，但是需要Rslinx 软件进行配置。通讯时需要设置RPI参数，没有任何客户端的反馈信息，因此不管现场客户端是否收到数据，数据一致由服务器不断的发，缺少相应的检测。 PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。 PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。 MODBUS/TCP是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的MODBUS系列通讯协议的派生产品。显而易见，它覆盖了使用TCP/IP协议的“Intranet”和“Internet”环境中MODBUS 报文的用途。协议的最通用用途是为诸如PLC’s，I/O模块，以及连接其它简单域总线或I/O 模块的网关服务的。 MODBUS/TCP协议是作为一种（实际的）自动化标准发行的。既然MODBUS已经广为人知，该规范只将别处没有收录的少量信息列入其中。然而，本规范力图阐明MODBUS中哪种功能对于普通自动化设备的互用性有价值，哪些部分是MODBUS作为可编程的协议交替用于PLC’s的“多余部分”。 它通过将配套报文类型“一致性等级”，区别那些普遍适用的和可选的，特别是那些适用于特殊设备如PLC’s的报文。 Modbus TCP/IP由Modbus IDA组织提出，有施耐德旗下的Modicon公司主推，在目前施耐德所有PLC产品中都支持，同时也支持Ethernet/IP协议，Modbus TCP/IP是免费的、全开放协议，可以用VB等高级编程语言调用winsock控件即可实现与PLC的数据通讯，因此，很
以太网采用的通信协议
竭诚为您提供优质文档/双击可除以太网采用的通信协议 篇一：以太网基础协议802.3介绍 802.3 802.3通常指以太网。一种网络协议。描述物理层和数据链路层的mac子层的实现方法，在多种物理媒体上以多种速率采用csma/cd访问方式，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。 dixethernetV2标准与ieee的802.3标准只有很小的差别，因此可以将802.3局域网简称为“以太网”。 严格说来，“以太网”应当是指符合dixethernetV2标准的局域网。 早期的ieee802.3描述的物理媒体类型包括：10base2、10base5、10baseF、10baset和10broad36等；快速以太网的物理媒体类型包括：100baset、100baset4和100basex等。 为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层： 逻辑链路控制llc(logicallinkcontrol)子层 媒体接入控制mac(mediumaccesscontrol)子层。
与接入到传输媒体有关的内容都放在mac子层，而llc 子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对llc 子层来说都是透明的。 由于tcp/ip体系经常使用的局域网是dixethernetV2而不是802.3标准中的几种局域网，因此现在802委员会制定的逻辑链路控制子层llc（即802.2标准）的作用已经不大了。 很多厂商生产的网卡上就仅装有mac协议而没有llc协议。 mac子层的数据封装所包括的主要内容有：数据封装分为发送数据封装和接收数据封装两部分，包括成帧、编制和差错检测等功能。 数据封装的过程：当llc子层请求发送数据帧时，发送数据封装部分开始按mac子层的帧格式组帧： （1）将一个前导码p和一个帧起始定界符sFd附加到帧头部分； （2）填上目的地址、源地址、计算出llc数据帧的字节数并填入长度字段len； （3）必要时将填充字符pad附加到llc数据帧后； （4）求出cRc校验码附加到帧校验码序列Fcs中； （5）将完成封装后的mac帧递交miac子层的发送介质访问管理部分以供发送；接收数据解封部分主要用于校验帧
以太网接口和框图详细讲解
实时嵌入式系统 以太网接口及应用
网络层次模型
以太网层次模型
以太网层次功能 物理层：物理层：定义了数据传输与接收所需要的光与电信号光与电信号，，线路状态线路状态，，时钟基准时钟基准，，数据编码电路等编码电路等。。并向数据链路层设备提供标准接口准接口。。 数据链路层数据链路层：：提供寻址机制提供寻址机制，，数据帧的构建，数据差错检查数据差错检查，，传输控制传输控制。。向网络层提供标准的数据接口等功能提供标准的数据接口等功能。。
IP 层IP 数据报 以太网的MAC 帧格式在帧的前面插入的8 字节中的第一个字段共7 个字节，是前同步码，用来迅速实现MAC 帧的比特同步。 第二个字段是帧开始定界符，表示后面的信息就是MAC 帧。 MAC 帧物理层 MAC 层以太网V2 MAC 帧 目的地址源地址类型数据FCS 6624字节 46 ~ 150010101010101010 10101010101010101011前同步码帧开始 定界符7 字节 1 字节… 8 字节 插 入 为了达到比特同步，在传输媒体上实际传送的要比MAC 帧还多8 个字节
以太网接口的构成 从硬件的角度看，从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC MAC控制器和物理层接口控制器和物理层接口控制器和物理层接口（（Physical Layer Physical Layer，，PHY PHY））两大部分构成两大部分构成。。 嵌入式网络应用的两种方案 处理器加以太网接口芯片处理器加以太网接口芯片。。芯片如芯片如RTL8019RTL8019RTL8019、、RTL8029RTL8029、、RTL8139RTL8139、、CS8900CS8900、、DM9000DM9000等等，其内部结构也主要包含这两部分部结构也主要包含这两部分。。 自带自带MAC MAC MAC控制器的处理器加物理层接口芯片控制器的处理器加物理层接口芯片控制器的处理器加物理层接口芯片。。如DP83848DP83848、、BCM5221BCM5221、、ICS1893ICS1893等等。
PROFIBUSROFINETEthernet三者的区别
PROFIBUS,PROFINET，Ethernet三者的区别【工控老鬼】 简单一点说，PROFINET=PROFIbus+etherNET，把Profibus的主从结构移植到以太网上，所以profinet会有Controller和Device，他们的关系可以简单的对应于profibus 的Master和Slave，当然，是有区别的，但这样对应可以有助于理解。另外由于profinet是基于以太网的，所以可以有以太网的星型、树形、总线型等拓扑结构，而profibus只有总线型。所以profinet就是把profibus的主从结构和ethernet的拓扑结构相结合的产物，其他像等时性等西门子鼓吹的特性其实以太网也有，只不过profinet 由于有Controller这样的控制单元可以提高等时性的精度而已。 PROFINET 是一种新的以太网通讯系统，是由西门子公司和 Profibus 用户协会开发。 PROFINET 具有多制造商产品之间的通讯能力，自动化和工程模式，并针对分布式智能自动化系统进行了优化。其应用结果能够大大节省配置和调试费用。PROFINET 系统集成了基于 Profibus 的系统，提供了对现有系统投资的保护。它也可以集成其它现场总线系统。 PROFINET 是一种支持分布式自动化的高级通讯系统。除了通讯功能外，PROFINET 还包括了分布式自动化概念的规范，这是基于制造商无关的对象和连接编辑器和 XML 设备描述语言。以太网 TCP/IP 被用于智能设备之间时间要求不严格的通讯。所有时间要求严格的实时数据都是通过标准的 Profibus DP 技术传输，数据可以从 Profibus DP 网络通过代理集成到 PROFINET 系统。 PROFINET 是唯一使用已有的IT 标准，没有定义其专用工业应用协议的总线。它的对象模式的是基于微软公司组件对象模式 (COM) 技术。对于网络上所有分布式对象之间的交互操作，均使用微软公司的 DCOM 协议和标准 TCP 和 UDP 协议。 在 PROFINET 概念中，设备和工厂被分成为技术模块，每个模块包括机械、电子和应用软件。这些组件的应用软件可使用专用的编程工具进行开发并下载到相关的控制
关于以太网和Vlan的几种封装
以下是各种封装： 1.以太网II封装： 以太网技术的基础是以太网帧，也作标准以太网帧，也称为ARPA，即以太网II帧（最初的以太网II标准也称为DIX，由Digital，Intel和Xerox三家 发起公司的首字母拼合而成）。帧格式如下： 图1：以太网II报文格式 下面解释以太网II帧中的各个字段： ?Preamble—也作“Syncword”，用来同步。（在这里为10101010） ?Des-MAC—此目的地址可以是广播地址0xFFFFFFFFFFFF；可以是基于目的节点MAC地址的特定的48比特的单播地址；或者多播地址。此 MAC地址可以从协议同步期间消息的源地址字段中找到。 ?Sou-MAC—此源地址是发送方的48比特的MAC地址。 ?Type—即“以太网类型”，此字段用于识别上层协议。（详见下文） ?Payload—负载，即数据，包含了封装的数据（如：IP分组）。以太网II 的数据有效长度范围是46~1500字节。 ?FCS—此字段包含32比特的循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check，CRC）值，用来校验损坏的帧。 最初的以太网II帧格式有一些缺陷。为了允许冲突检测，10Mbits/s以太网 要求分组大小最小为64字节。这就意味着如果帧长达不到标准就必须用0 来填充短帧。因此，上层协议需要包含一个“长度”字段来将实际数据与填充值区分开来。 幸运的是，为“以太网类型”字段所分配的值—0x0600XNS（施乐）、 0x0800IP（Internet协议）和0x6003DECNET—总是大于十进制值1500 （0x05DC）这一最大帧长度。所以IEEE的802委员会对这一任务的解决方案提供了一个标准，即802.3。此方法通过以长度两个8位组的“类型/协 议”字段代替同样两个8位组的“以太网类型”字段。从而将以太网II帧 与802.3帧区分开来。具体如下： ?如果此字段值大于十进制值1500，则此字段表示以太网类 型，且是类型II。 ?如果此字段值小于等于十进制值1500，则此字段表示长度， 且是802.3。（相见2. IEEE 802.3 LLC封装中的描述） 2.IEEE 802.3 LLC封装：