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工业以太网是当前工业控制现场总线技术的一个重要发展方向，与使用传
统技术的现场总线相比，以太网现场总线具有传输速度快，数据包容量大，传
输距离长，性能较好的优点。EtherCAT作为实时工业以太网技术中的一种典型
技术，2003年由德国BECKHOFF自动化公司提出的。它充分利用了以太网的全
双工特性，使用主从模式介质访问控制，主站发送以太网帧给各从站，从站从
数据帧中抽取数据或者将数据插入数据帧。其从站节点使用专用的控制芯片，
主站使用标准的以太网控制器。EtherCAT具有适用广泛，无需从属子网，支持
多种设备连接拓扑结构，高效率，刷新周期短，同步性能好等特点，并且完全
符合以太网标准。整个EtherCAT网络化控制系统在现代工业生产中具有相当的
通用性，只是针对不同的应用层设备而存在不同。EtherCAT网络化控制技术在
很大程度上提高了现场总线的性能。
本文主要研究EtherCAT网络化控制系统中EtherCAT从站微处理器对主战
与从站数据交换的实现过程。而系统中所用到的数据通信协议为CANopen协议。
课题首先对整个EtherCAT网络化控制系统的系统结构做了介绍，然后针对
EtherCAT从站设计出了从站微处理芯片LPC1754的硬件电路，并且完成了所设
计芯片的PCB设计以及芯片元器件焊接工作。接着对EtherCAT网络化控制系统
中的通信协议CANopen协议做了认真地学习与研究，根据协议中的规定设计了
EtherCAT从站微处理器芯片LPC1754的驱动程序。最后结合主站控制器对所设
计的驱动程序进行了 PD0和SD0数据通信的测试，并且在自动化软件TwinCAT
平台上利用所设计的芯片LPC1754上的数模转换模块对所设计的微处理器驱动
程序进行了测试，对所得到的测试结果进行了分析。
从最终测试结果可以发现，所设计的从站驱动程序可以在设计的从站微处
理器芯片LPC1754上正确运行，所设计的从站驱动程序可以正确地完成对CoE
格式的数据帧的封装与解析工作，能够准确地实现主战与从站之间的数据交换
功能。所设计的LPC1754芯片能够实现整个EtherCAT网络化控制系统中从站微
处理器的功能。整个模块工作稳定可靠，能够满足基本的工业化网络控制系统
需求，能够投入到现代化工业生产与相关制造业中。
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