基于双口RAM的LonWorks智能通信节点设计
摘要：介绍一种基于双口RAM的LonWorks现场总线智能通信节点的设计方法，并给出详细的设计步骤、硬件及软件实现。通过此LonWorks智能通信节点，能够完成RS-232-C/RS-485标准与LonTalk协议间的转换提供RS-232-C/RS-485网络到LonWorks网络的接口，因此，具有很高的应用价值。
关键词：现场总线 LonWorks 智能节点 神经元芯片 双口RAM
引言
LonWorks(Local Operating Networks，局部操作网络)总线是由美国Echelon公司推出的一种现场总线技术。由于LonWorks控制网络的开放性、高速性和互操作性，它已广泛用于工业、楼宇、家庭、办公设备、交通运输、能源等自动化领域。EIA RS-232-C/RS-485通信网络在控制系统中应用最为普及，许多设备大都只提供RS-232或RS-485/422接口，不能直接接入LonWorks网络。因此，需要将现场LON网络介质上的信息转换为RS-232-C/RS-485标准的信号，或将RS-232-C/RS-485标准信号转换为包含LonTalk协议的数据，从而实现不同网络间的数据传输，同时也为上位PC机、底层工作站提供转换接口。本文所设计的LonWorks智能通信节点方便地与EIA RS-232-C/RS-485标准的串行I/O设备进行通信，轻松实现现场节点与上位PC机或其它RS-232-C/RS-485控制设备之间的可靠、准确、快捷数据传递。
1 LonWorks智能通信节点的硬件结构
1.1 节点硬件电路设计
智能节点以Neuron神经元处理器芯片为核心，其硬件电路还包括收发器、EEPROM、双口RAM、译码电路和service电路等。以神经元芯片构成网络接口，由它通过LonTalk协议与网上的其它智能节点通信，并通过双口RAM的访问实现与其它网络系统的数据交换。节点中用双口RAM充当不同网络通信过程中现场信息的接收、发送缓冲区，完成最近发送到达的交换数据的存储转发功能，缓解和避免系统缓存紧张和瓶颈的产生。用非易失性存储器EEPROM存放LonTalk网络协议固件、多任务调度程序、网络适配器通信管理程序以及网络配置信息等。节点的硬件组成结构如图1所示。
智能节点的基本结构可分为两部分：以Neuron 3150神经元芯片主构成的LonWorks现场总线一侧，其基本功能是实现LON网络上的智能节点功能；另一侧是由单片机系统构成的串行通信接口，其功能是实现EIA RS-232-C/RS-485标准的串行通信。在这两部分间采用了双口RAM CY7C130芯片作为数据共享区。CY7C130通信接口电路的左端口与Neuron 3150芯片连接，右端口与8051单片机系统连接，如图2所示。双口RAM的两端都有独立的数据线、地址线和控制线，两端都可对双口RAM的任意单元进行操作。只要两端不同时对同一地址单元进行操作就不会发生冲突。BUSY显示本端口想要存取的地址正在被另一个端口操作，发生硬件冲突时，后操
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