2.2 Profibus-DP总线接口模块
该部分硬件设计框图如图2所示，Profibus协议芯片采用VIPA公司为智能Profibus-DP从站提供的专用芯片VPC3+S，它是Siemens公司的SPC3芯片的更新替代产品，兼容了SPC3的全部功能，可直接与各种微处理控制器连接，以满足用户的需要。它支持Profibus-DP协议中的DP-V0、DP-V1和DP-V2子协议类型，内部集成4KB的双口RAM，使其能独立处理更为复杂的通信数据流，支持3.3V和5V电压源，在功能上更为经济、安全，采用SPI模式实现VPC3+S协议芯片与MCU主控芯片的通信。VPC3+S芯片主要完成Profibus-DP总线接收数据，并完成基本数据处理，判断是否是主站对该从站的操作，如果是就把信息存入相应的缓冲区并通知MCU，同时VPC3+S还可以根据MCU所发出的指令把从站数据传送给主站。
图2 Profibus-DP总线接口硬件结构框图
Profibus-DP协议的物理层采用RS-485通信的方式，它是一种差动半双工通信，VPC3+S本身不带RS-485接口，需要外设电路来完成RS-485信号的转化。本设计选用ADM2486芯片作为485通信接口驱动芯片，它是主站和从站之间的桥梁，一侧通过D型插座与主站连接，另一侧与协议芯片VPC3+S相连。ADM2486是电气隔离的高速差分总线收发器，用于平衡传输线的双向数据通信，它自身具有隔离和RS-485收发能力，隔离电压*高可达2.5KV，ADM2486数据传输速率可达20Mbps，满足Profibus-DP*高传输速率12Mbps的要求。MIC5205用来提供稳定的5V电压源，AD809用于监控电路电压，避免在上电、关断和掉电时，A、B端总线信号的抖动。
2.3 从站地址设定模块
在Profibus-DP现场总线网络中，主站可以与多个从站进行通信，主站在数据帧中表明要通信的从站地址，通过设置从站地址，主站就可以自动访问从站，因此在Profibus-DP网络中每个从站都要设定唯*的地址号。本设计采用如图3所示硬件电路实现从站地址的设定，通过两个旋转拨码转换开关分别确定从站地址的高字节位和低字节位，在CP端时钟脉冲信号的控制下，通过移位寄存器M74HC165的Q7口串行输入给主控制器。
图3 从站地址设定模块电路结构图
3 软件设计
MFC作为Profibus-DP的从站，软件上需要等待主站的指令，需要主站对从站进行参数化报文配置、组态报文配置，然后才能进入数据交换状态，软件主循环的流程图如图4所示。其中VPC3初始化部分是在MFC上电初始化时执行，其余部分都是在主程序中循环执行。