英飞凌XMC4800 EtherCATSlave应用与测试指南

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"XMC4800 EtherCAT 用户应用手册" 本手册是针对英飞凌XMC4800系列微控制器的EtherCAT技术详细应用指南,特别关注于"XMC4800 EtherCAT Relax Kit"的使用。EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种实时工业以太网协议,广泛应用于自动化控制领域,以其高速通信能力和低延迟特性而著称。 1. **概述和要求** 在开始使用XMC4800 EtherCAT Relax Kit之前,了解必要的概述和要求至关重要。这包括对EtherCAT协议的基本理解,以及确保硬件和软件环境满足开发需求。开发者需要具备一定的嵌入式系统知识和编程经验,以便能正确配置和编程EtherCAT从站节点。 2. **设置** 设置阶段包括定义EtherCAT从站节点的接口。这涉及到确定从站节点需要与主站进行通信的输入/输出数据,并配置硬件连接,例如连接到XMC4800的EtherCAT PHY板。 3. **生成从站栈代码和ESI文件** 使用Beckhoff的Slave Configuration Tool (SLC)是生成从站栈代码的关键步骤。这个工具能够自动生成所需的EtherCAT从站栈代码,并创建设备描述文件(ESI),使得主站能够识别并控制从站节点。 4. **应用程序实现** 在生成代码后,开发者需要将其集成到XMC4800的应用程序中。这通常涉及编写和编译C/C++代码,实现EtherCAT通信功能,并将这些功能与具体应用逻辑相结合,如控制LED灯的亮度或读取按钮状态。 5. **测试** 测试阶段分为两部分:使用TwinCAT2和TwinCAT3作为主站进行测试。TwinCAT是Beckhoff提供的自动化软件,支持EtherCAT通信。测试时,可以通过改变TwinCAT的参数来控制XMC4800上的LED状态,并观察从站反馈的数据,验证系统的正确运行。 6. **使用TwinCAT2作为主站** 使用TwinCAT2进行测试,可以验证XMC4800从站节点与老版本TwinCAT系统的兼容性。在这一阶段,开发者会学习如何配置TwinCAT工程,连接到XMC4800,并通过监控和控制LED及按钮状态来调试EtherCAT通信。 7. **使用TwinCAT3作为主站** TwinCAT3是TwinCAT2的升级版,提供了更多功能和改进。使用TwinCAT3进行测试,可以确保从站节点与新版本系统的兼容性,同时利用其更强大的功能进行更复杂的系统测试。 本手册详细介绍了XMC4800 EtherCAT从站节点的开发过程,包括从概念设计到实际操作的每个步骤。对于希望在XMC4800平台上开发基于EtherCAT的控制系统的人来说,这是一个宝贵的资源,能帮助他们快速理解和掌握相关技术。通过遵循手册中的指导,开发者可以有效地实现EtherCAT从站的配置、编程和测试,从而构建高效、可靠的工业自动化解决方案。
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1.EtherCAT为目前最快速之工业网络技术,优点为国际标准安全协议、高效率低成本、精确同步、灵活拓朴结构、冗馀回复功能。 2.因应工业4.0智慧制造智慧工厂等工业自动化市场需求的增加,InfineonMCUXMC4800集成提供EtherCATSlave工业乙太网路控制技术,实现工业自动化控制、智慧生产制造机器人、远端总线监控等应用。 3.InfineonXMC4800/XMC4300为EtherCAT协会会员产品,客户可基于XMC4800开发EtherCATslave远端AIO/DIO模组、EtherCATP电源、EtherCATslave马达运动控制器、机械手臂……等工控产品。 4.展示板XMC4800集成MCU和EtherCATslaveASIC,应用于EtherCATSlave产品。 5.EtherCATMasterPC使用开源工具TwinCAT3监控Slave。 6.8通道ISOFACE数位输入接口可监视8个设备节点,8通道ISOFACE数位输出接口可控制8个设备节点,目前广泛应用于工厂自动化和楼宇自动化产品。 场景应用图产品实体图展示板照片方案方块图核心技术优势一、芯片优势: 1. XMC4800 MCU based on ARM Cortex-M4 at 144 MHz, 2 MB flash and 352 KB SRAM. 2. XMC4800 integrated Beckhoff ET1100 EtherCAT ASIC, interface capable of 100 Mbit/s transfer rates with 2 MII ports. 3. 通讯单元:Ethernet, USB, CAN bus, UART, SPI, IIC, IIS, external memory, SD/MMC card. 4. 外设单元:ADC 12-bit, DAC 12-bit, POSIF and DSD for motor control. 5. PWM CCU4/CCU8 support capture, compare, timer, counter, mosfet dead time. 二、EtherCAT slave demo: 1. 软体工具说明: (1) XMC_ESC excel:定义 Isoface 8ch DI/8ch DO位址和输出输入格式。 (2) Beckhoff Slave Stack Code Tool:简称SSC Tool为代码产生器,产生EtherCAT SSC code and ESI file. (3) DAVE4:Infineon XMC IDE. (4) TwinCAT2/TwinCAT3:EtherCAT master monitor. 2. XMC_ESC 定义 EtherCAT slave设备位址和输出输入格式。 3. SSC tool代码产生器,产生SSC code, ESI file和ETG产品资讯。 4. XMC_ESC.c 撰写展示板对应位址和通道之程式。 5. DAVE4撰写XMC4800 and EtherCAT slave 应用层,打通EtherCAT slave控制。 6. TwinCAT3为EtherCAT monitor,模拟控制工厂远端设备节点。 方案规格1. Infineon XMC4800集成支持工业乙太网路从站自动化控制应用。 2. EtherCAT slave controller support 1 MII port input, 1MII port output. 3. 24V 8通道数位输入模组,具备电源隔离与故障保护,可监控工厂设备输入讯号。 4. 24V 8通道数位输出模组,具备电源隔离与故障保护,可远端控制工厂设备输出讯号。 5. OPTIGA Trust E 适用于工业自动化系统,增强系统安全性。 6. 展示板通讯接口,整合工业远端控制:EtherCAT slave, Ethernet, CAN bus, micro USB, external SDRAM, external FRAM. 7. IDE DAVE4 example code for basic EtherCAT physical layer evaluation. 8. Beckhoff slave stack code tool for EtherCAT software support. 9. Third-party driver tools for full EtherCAT application and charge support. 10. TwinCAT 3 support EtherCAT master. 本方案来源“大大通”