SIMl-2器件不僅能為內(nèi)部器件提供電源供給，滿足電路自身的消耗，還可根據(jù)用戶需要為其提供穩(wěn)定的電源電壓。其電路如圖5所示。

　　圖5中，穩(wěn)壓器W1產(chǎn)生的VCCD/VCCA作為數(shù)字電路和模擬電路的供電電壓。穩(wěn)壓器W2從恒定電流中產(chǎn)生穩(wěn)定電壓VE，而無(wú)需通過(guò)外部負(fù)載直接流向地。穩(wěn)壓器W3產(chǎn)生VREC，為外部應(yīng)用元件進(jìn)行無(wú)漂移電源供給，可驅(qū)動(dòng)最大50 mA的負(fù)載。在打開(kāi)外部電子設(shè)備供電后，不能立即使用VE，這樣將破壞SIMl-2的啟動(dòng)。SIMl-2啟動(dòng)后，由RESETXN指示對(duì)外部設(shè)備供電，如果VE降到80%以下，DC/DC轉(zhuǎn)換器調(diào)制關(guān)斷，只有當(dāng)VE達(dá)到92%以上才能重新工作。

　　DC/DC轉(zhuǎn)換器采用電壓轉(zhuǎn)換模式，使能信號(hào)VCM為高電平時(shí)，DC/DC轉(zhuǎn)換器控制輸出Sl，S2;VCM為低電平時(shí)，輸出S1，S2用高阻替換。DC/DC轉(zhuǎn)換器通過(guò)開(kāi)關(guān)S1和S2，對(duì)固定負(fù)載的供電進(jìn)行推挽式轉(zhuǎn)換。在推挽式電路中，兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1和S2交替導(dǎo)通，在繞組W1’和W2’兩端分別形成相位相反的交流電壓。Sl導(dǎo)通時(shí)，二極管VD9處于通態(tài)，S2導(dǎo)通時(shí)。二極管VDIO處于通態(tài)。當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)都關(guān)斷時(shí)，二極管VD9和VDIO都處于通態(tài)。如果Sl和S2同時(shí)處于通態(tài)，就相當(dāng)于變壓器一次繞組短路。因此，必須避免兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，每個(gè)開(kāi)關(guān)各自的占空比不能超過(guò)50%，并且要留有死區(qū)。

　　閑聊(JABBER)禁止功能是指節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，中斷數(shù)據(jù)流以避免整個(gè)網(wǎng)絡(luò)阻塞。如果信息時(shí)間超過(guò)120～240 ms，傳輸將會(huì)中斷，同時(shí)RxS數(shù)據(jù)和RxA信號(hào)到節(jié)點(diǎn)的傳輸也被禁止;1.5~4.5 s后，禁止被取消。[next]

　　 [!--empirenews.page--]4 SIMl-2器件典型應(yīng)用

　　圖6為SIMl-2器件的典型應(yīng)用電路。該系統(tǒng)采用ARM核單片機(jī)STM32Fl0lRDT6作為信號(hào)和協(xié)議的主要處理器件，該款單片機(jī)引腳數(shù)目少，器件體積小。外掛EEPROM用于存儲(chǔ)用戶定義的信息?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線通信控制器FBC0409收發(fā)符合FF總線物理層標(biāo)準(zhǔn)的總線信號(hào)，單片機(jī)接收及發(fā)送FF總線數(shù)據(jù)通過(guò)其轉(zhuǎn)換。MAU部分主要由SIMl—2器件完成。該部分還包括少量總線接口電路。圖6中的復(fù)位電路和4 MHz晶振用于給STM32F101RDT6單片機(jī)和FBC0409提供復(fù)位信號(hào)及系統(tǒng)時(shí)鐘。SIMl-2使用單獨(dú)的2 MHz晶振時(shí)鐘。另外，STM32F101RDT6單片機(jī)、FBC0409、SRAM、EEPROM及傳感器電路的電源由低壓差穩(wěn)壓片(LDO)提供，而LDO的電源來(lái)自MAU電路(間接來(lái)自總線)。即所有電源均由總線提供，系統(tǒng)無(wú)需外接電源。各個(gè)器件的連接方式可直接參照數(shù)據(jù)手冊(cè)。接收數(shù)據(jù)時(shí)，通信控制器FBC0409通過(guò)SIMl—2接收來(lái)自FF總線的數(shù)據(jù)幀，提取出數(shù)據(jù)字段供上層進(jìn)一步處理并保存到接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，CPU訪問(wèn)后將這些數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)將發(fā)送數(shù)據(jù)交付給通信控制器FBC0409，并保存到發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在接到令牌后將其轉(zhuǎn)為曼徹斯特碼，通過(guò)MAU單元發(fā)送到FF總線上。

　　總線供電的現(xiàn)場(chǎng)總線儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于解決功耗與處理速度和處理能力之間的矛盾。由于系統(tǒng)電路本身的消耗和接口電路的需要，供給單片機(jī)，通訊控制器，MAU電路使用的電能很有限。因此器件選型尤為重要?，F(xiàn)場(chǎng)總線的軟件比較復(fù)雜龐大，單片機(jī)必須要有足夠的尋址空間。ARM核單片機(jī)STM32F101RDT6其片上擁有384 KB Flash存儲(chǔ)器、48KB SRAM，滿足系統(tǒng)對(duì)尋址能力的要求。通訊控制器采用FBC0409，可滿足高性能基金會(huì)總線網(wǎng)絡(luò)主、從設(shè)備的使用要求，也適用于PROFIBUS—PA總線的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。FBC0409內(nèi)置4 KB數(shù)據(jù)RAM和DMA控制器，數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送、地址表的查找均無(wú)需CPU，大大減輕CPU負(fù)擔(dān)，滿足處理速度的要求。對(duì)于MAU電路，除了要求較高質(zhì)量的傳輸信號(hào)外，還必須能高效率從總線上獲取能量以維持儀表工作。西門子現(xiàn)場(chǎng)總線MAU器件SIMl—2不僅能滿足以上性能指標(biāo)，而且工作電流的利用率較高，自身功耗小。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　    在應(yīng)用系統(tǒng)中，用SIMl—2器件替代分立元件，有效地減小器件面積，而且SIMl-2具有較高的傳輸質(zhì)量，能夠降低其自身的工作電流提高利用率。通信控制器FBC0409將RAM集成到器件內(nèi)部，減少線路板連線。單片機(jī)STM32F101RDT6引腳數(shù)目少，減小了器件體積，節(jié)約設(shè)計(jì)空間。總之，使通訊圓卡在器件數(shù)量和功能上相比原來(lái)的電路都有明顯提高。