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工業以太網現場總線EtherCAT驅動程序設計及應用
 叢書名稱: 十三五普通高等教育規劃教材
 作  者: 郇極/劉艷強
 出版單位: 機械工業
 出版日期: 2019.09
 進貨日期: 2020/1/22
 ISBN: 9787111632603
 開  本: 16 開    
 定  價: 338
 售  價: 270
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編輯推薦:

配套資源:電子課件

本書特色:

1.國內EtherCAT系統程序設計圖書。

2.書稿質量好,作者編寫過多部數控相關的專著。


內容簡介:

EtherCAT是一種應用於工廠自動化和流程自動化領域的實時工業以太網現場總線協議,已經成為工業通信網絡國際標準IEC61158和IEC61784的組成部分。本書內容包括:實時工業以太網技術進展、EtherCAT系統組成原理、EtherCAT協議、從站專用集成電路芯片ET1100介紹、ET1100從站硬件設計實例、EtherCAT用於伺服驅動器控制應用協議CoE和SoE、Windows XP操作系統下EtherCAT主站驅動程序設計、基於微處理器的EtherCAT從站驅動程序設計和開發實例。

本書可作為工業自動化和計算機控制專業類研究生教材或教學參考書,亦可作為EtherCAT協議開發技術人員的工具書。


作者簡介:

1.郇極,男,1953年生,北京航空航天大學教授,博士生導師,1982年在德國斯圖加特大學獲工學博士學位;主要從事面向機械製造及自動化領域的數字控制和伺服技術研究,以及博士、碩士研究生培養工作。 目前主要研究內容包括:開放式控制系統的軟硬件平台技術,以多通道控制技術為核心的數控機床組網技術和柔性生產線控制技術,用於數字伺服傳動技術的現場總線(CAN、SERCOS、PROFIBUS)。曾完成國家65、75、85攻關和863計劃多項研究項目,多次開發出代表國家數控技術水平的數控系統;在國內外雜誌發表論文30篇,由德國Springer出版社出版專著一部。曾獲國家科技進步三等獎、機械工業部科技進步一等獎和航空工業部科技進步二等獎各一項。與德國Stuttgart大學和Braunschweig大學保持長期穩定的合作研究關係,聯合培養博士研究生。編寫過:1. 工業機器人運動仿真編程實踐 ——基於Android和OpenGL;2.基於工業控制編程語言IEC 61131-3的數控系統軟件設計;3.數字伺服通訊協議SERCOS驅動程序設計及應用等多本專著。

2.劉艷強,男,北京航空航天大學教師,博士後。研究方向為開放式控制系統的軟硬件平台技術和用於數字伺服傳動技術的現場總線和實時工業以太網技術(EtherCAT)技術研究。與EtherCAT標準委員會緊密合作,並受邀赴德國進行合作研究。任全國工業機械電氣系統標準化技術委員會(TC231 )成員。主持國家科技重大專項課題2項,航空科學基金1項。參加863項目1項、國家十五科技攻關項目1項、國防十五預研項目1項、及其他橫向課題3項。


圖書目錄:

第1章 概述1
1.1實時工業以太網概述1
1.2EtherCAT協議概述3
第2章 EtherCAT協議6
2.1EtherCAT系統組成6
2.1.1EtherCAT主站組成6
2.1.2EtherCAT從站組成7
2.1.3EtherCAT物理拓撲結構9
2.2EtherCAT數據幀結構9
2.3EtherCAT報文尋址和通信服務11
2.3.1EtherCAT網段尋址12
2.3.2設備尋址13
2.3.3邏輯尋址和FMMU15
2.3.4通信服務和WKC17
2.4分布時鐘18
2.4.1分布時鐘描述18
2.4.2傳輸延時和時鐘初始偏移量測量20
2.4.3時鐘同步21
2.5通信模式23
2.5.1週期性過程數據通信23
2.5.1.1從站設備同步運行模式23
2.5.1.2主站設備同步運行模式25
2.5.2非週期性郵箱數據通信26
2.6狀態機和通信初始化28
2.7應用層協議30
第3章 EtherCAT從站控制芯片32
3.1ESC概述33
3.1.1ESC芯片種類33
3.1.2ESC存儲空間34
3.1.3ESC特徵信息40
3.2ESC芯片ET110041
3.2.1ET1100引腳定義41
3.2.2物理通信端口47
3.2.2.1MII接口47
3.2.2.2EBUS/LVDS接口50
3.2.3PDI接口51
3.2.3.1數字量I/O接口52
3.2.3.2SPI從站接口55
3.2.3.3並行微處理器總線接口56
3.2.3.4物理通信端口引腳和PDI引腳的配置59
3.2.4配置引腳59
3.2.5其它引腳61
3.2.5.1復位引腳62
3.2.5.2ET1100供電引腳62
3.3ESC數據鏈路控制63
3.3.1ESC數據幀處理63
3.3.2ESC通信端口控制65
3.3.3數據鏈路錯誤檢測68
3.3.4ESC數據鏈路地址69
3.3.5邏輯尋址控制70
3.4ESC應用層控制71
3.4.1狀態機控制和狀態71
3.4.2中斷控制74
3.4.3看門狗控制76
3.5存儲同步管理77
3.5.1存儲同步管理器概述77
3.5.2緩存類型數據交換80
3.5.3郵箱數據通信機制81
3.6從站信息接口84
3.6.1EEPROM內容85
3.6.2EEPROM訪問控制86
3.6.3EEPROM操作錯誤處理89
3.7分布時鐘操作90
3.7.1分布式時鐘信號90
3.7.1.1同步信號90
3.7.1.2同步鎖存功能94
3.7.2分布時鐘的初始化96
3.7.3同步信號的配置100
第4章 EtherCAT硬件設計 101
4.1EtherCAT從站PHY器件選擇101
4.2微處理器操作的EtherCAT從站硬件設計實例102
4.2.1ET1100的接線103
4.2.2ET1100配置電路105
4.2.3MII接線106
4.2.4微處理器接口引腳接線108
4.3直接IO控制EtherCAT從站硬件設計實例110
第5章 EtherCAT伺服驅動器控制應用協議112
5.1CoE(CANopen over EtherCAT)112
5.1.1CoE對象字典113
5.1.2週期性過程數據通信115
5.1.3CoE非週期性數據通信116
5.1.3.1SDO服務117
5.1.3.2緊急事件125
5.1.4應用層行規127
5.1.4.1CiA 402行規通用數據對象字典128
5.1.4.2功率驅動控制狀態機129
5.1.4.3運行模式132
5.2SoE(SERCOS over EtherCAT)136
5.2.1SoE狀態機136
5.2.2IDN繼承137
5.2.3SoE過程數據映射138
5.2.4SoE服務通道143
第6章 EtherCAT主站驅動程序149
6.1數據定義頭文件150
6.2網卡操作相關類的定義和實現156
6.2.1基於NDIS的網卡驅動程序157
6.2.2CEcNpfDevice類159
6.2.3CNpfInfo類161
6.2.4獲得計算機網卡信息162
6.2.5打開網卡164
6.2.6發送數據幀167
6.2.7接收數據幀168
6.2.8關閉網卡171
6.3從站設備對象定義和實現173
6.3.1CEcSimSlave類的定義173
6.3.2CEcSimSlave類的實現174
6.4主站設備對象定義和實現177
6.4.1CEcSimMaster類的定義177
6.4.2初始化和啟動CEcSimMaster數據對象179
6.4.3配置從站設備對象180
6.4.4狀態機運行183
6.4.5發送非週期性EtherCAT數據報文186
6.4.6發送週期性EtherCAT數據幀187
6.4.7接收EtherCAT數據幀193
6.5主站實例程序196
6.5.1主站實例程序配置流程197
6.5.2週期性運行控制200
第7章 從站驅動程序202
7.1從站驅動程序頭文件ec_def.h202
7.2從站基本操作210
7.3從站驅動程序總體結構212
7.4從站週期性數據處理216
7.4.1同步運行模式216
7.4.2自由運行模式218
7.5從站非週期性事件處理219
7.6從站狀態機處理220
7.6.1狀態機處理流程221
7.6.2檢查SM通道設置225
7.6.3啟動郵箱數據通信230
7.6.4啟動週期性輸入數據通信231
7.6.5啟動週期性輸出數據通信234
7.6.6停止EtherCAT數據通信234
參考文獻 236

 
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