工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用 pdf下载

　　EtherCAT是一种应用于工厂自动化和流程自动化领域的实时工业以太网现场总线协议，已经成为工业通信网络国际标准IEC61158和IEC61784的组成部分。
　　《工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用》内容包括：实时工业以太网技术进展、EtherCAT系统组成原理、EtherCAT协议、从站专用集成电路芯片ET1100介绍、EtherCAT从站硬件设计实例、EtherCAT伺服驱动器控制应用协议CoE和SoE、Windows操作系统下EtherCAT主站驱动程序设计、基于微处理器的EtherCAT从站驱动程序设计和开发实例。
　　《工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用》可作为工业自动化类和计算机控制专业教材或教学参考书，亦可作为EtherCAT系统开发技术人员的工具书。

前言
第1章 概述
1．1 实时工业以太网概述
1．2 EtherCAT协议概述

第2章 EtherCAT协议
2．1 EtherCAT系统组成
2．1．1 EtherCAT主站组成
2．1．2 EtherCAT从站组成
2．1．3 EtherCAT物理拓扑结构
2．2 EtherCAT数据帧结构
2．3 EtherCAT报文寻址和通信服务
2．3．1 EtherCAT网段寻址
2．3．2 设备寻址
2．3．3 逻辑寻址和FMMU
2．3．4 通信服务和WKC
2．4 分布时钟
2．4．1 分布时钟描述
2．4．2 传输延时和时钟初始偏移量的测量
2．4．3 时钟同步
2．5 通信模式
2．5．1 周期性过程数据通信
2．5．2 非周期性邮箱数据通信
2．6 状态机和通信初始化
2．7 应用层协议
2．8 EtherCAT主站实施和功能分类

第3章 EtherCAT从站控制芯片
3．1 ESC芯片概述
3．1．1 ESC芯片种类
3．1．2 ESC芯片存储空间
3．1．3 ESC芯片特征信息
3．2 ESC芯片-ET1100
3．2．1 ET1100引脚定义
3．2．2 物理通信端口
3．2．3 PDI接口
3．2．4 配置信号引脚
3．2．5 其他引脚
3．3 ESC数据链路控制
3．3．1 ESC数据帧处理
3．3．2 ESC通信端口控制
3．3．3 数据链路错误检测
3．3．4 ESC数据链路地址
3．3．5 逻辑寻址控制
3．4 ESC应用层控制
3．4．1 状态机控制和状态
3．4．2 中断控制
3．4．3 看门狗控制
3．5 同步管理
3．5．1 同步管理器概述
3．5．2 缓存类型数据交换
3．5．3 邮箱数据通信模式
3．6 从站信息接口
3．6．1 EEPROM中分类数据
3．6．2 EEPROM访问控制
3．6．3 对EEPROM操作的错误处理
3．7 分布时钟操作
3．7．1 分布时钟信号
3．7．2 分布时钟的初始化
3．7．3 同步信号的配置
3．8 显式设备标识ID
3．8．1 ID请求机制——带有应用控制器和ID-选择器的复杂从站
3．8．2 直接ID机制——没有微控制器的简单从站
3．8．3 使用设置站点别名和遗留模式
3．9 主站对ESC操作过程示例
3．9．1 数字量输／V输出配置和通信示例
3．9．2 邮箱配置和通信示例
……

第4章 EtherCAT硬件设计
第5章 EtherCAT伺服驱动器控制应用协议
第6章 EtherCAT主站驱动程序设计
第7章 从站驱动程序设计
参考文献

　　现场总线在连接数字伺服驱动器、传感器以及PLC等设备的控制系统中已经获得广泛应用，实时工业以太网（Real Time Ethemet，RTE）是当前现场总线技术的一个重要发展方向。目前，国际上有多种实时工业以太网协议，国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC）制定了以下两个与实时工业以太网相关的标准。
　　（1）IEC61158：工业通信网络——现场总线规范（Industrial communication networks-Field bus specifications）；
　　（2）IEC61784：工业通信网络——行规规范（Industrial communication networks-Profiles）。
　　Ether CAT（Ethemet for Control Automation Technology）是一种基于以太网的实时工业现场总线通信协议和国际标准。它具有高速和高数据有效率（dataratio）的特点，支持多种物理拓扑结构。从站使用专用的从站控制芯片，主站使用标准的以太网通信控制器。
　　EtherCAT由德国BECKHOFF自动化公司于2003午提出，2007年12月成为国际标准，是IEC61158和IEC61784中定义的第12种通信协议标准。
　　虽然国际标准的颁布已有一段时间，国外采用EtherCAT技术的自动化设备已经开始进入国内，但国内对EtherCAT产品与技术的开发和应用尚处于起步阶段。为了支持EtherCAT技术在国内的应用与发展，有必要对其系统原理、协议内容、特别是软／硬件设计方法，进行系统全面的介绍。
　　本书的章节安排如下：
　　第1章为EtherCAT概述，简要介绍实时工业以太网的现状、EtherCAT特点及其系统组成原理。
　　第2章介绍EtherCAT协议，包括系统组成、数据帧结构、报文寻址、通信服务、分布式时钟、通信模式、状态机和通信初始化以及应用层协议等。
　　第3章介绍实现EtherCAT数据链路控制的专用集成电路芯片及其基本功能，着重介绍了BECKHOFF公司的ET1100芯片。
　　第4章介绍EtherCAT硬件设计，给出了使用ET1100实现的微处理器操作的EtherCAT从站和直接I/O控制EtherCAT从站的硬件设计实例。
　　第5章介绍了EtherCAT伺服驱动器控制应用协议，包括CoE和SoE两种，着重介绍周期性过程数据通信和非周期性数据通信的报文格式。
　　第6章介绍Windows操作系统下EtherCAT主站驱动程序设计，着重介绍系统初始化和周期性数据传输的C++程序实现，给出了关键的程序流程图和主要程序源代码。
　　第7章介绍基于微处理器的EtherCAT从站驱动程序设计，除了给出基本的程序框架以外，着重介绍EtherCAT接口初始化和周期性数据处理的程序实现方法。
　　本书第2章、第3章和第5章的内容是根据国际标准IEC61158、IEC61784和德国BECKHOFF自动化有限公司的ET1100芯片手册等文献进行整理与汇编的，其中根据作者的理解，添加了一些图、表，使内容更清晰、准确。此外，作者还对一些参考文献中性能数据不完全的地方进行分析和测定，对一些说明、术语做了翻译和一致性处理，并设计了本书的章节顺序。本书介绍的硬件设计实例和驱动程序示例是以作者多年开发经验为基础的，其中作者对部分原理图和程序源代码做了必要的组织和整理。本书可作为工业自动化类和计算机控制专业研究生教材或教学参考书，亦可作为EtherCAT协议开发技术人员的工具书。
　　在本书的撰写过程中，力求体系合理，概念准确，条理清晰，用词规范。但由于作者水平所限，对于书中疏漏及不妥之处，欢迎广大读者予以批评指正。