ethercat从站的设计与实现

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1、密级硕士学位论文EtherCAT从站的设计与实现作者姓名：左振领指导教师:何方研究员中国科学院沈阳计算技术研究所学位类别:工学硕士学科专业:计算机科学与技术培养单位:中国科学院沈阳计算技术研究所2016年4月TheDesignandImplementationofEtherCATSlaveByZuoZhenlingADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofM

2、asterofComputerScienceandTechnologyShenyangInstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences4,2016独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院研究生院或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式

3、标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。签名：日期：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以公布学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：摘要摘要随着控制、计算机、通信和网络技术的不断发展，开放式体系结构、网络化、高可靠性、复合化、多轴联动化成为数控系统的发展趋势。Ether

4、CAT以其开放性好、拓扑结构灵活、可靠性高等特点，受到了数控生产厂商的广泛关注。高档数控国家工程研究中心作为一家专门从事数控系统研发的实体，在国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”的支持下，对EtherCAT在数控系统中的应用进行了深入的研究。论文以该项目为依托，针对数控系统中的IO控制、A/D转换等功能设计实现了EtherCAT从站解决方案。本章首先根据EtherCAT协议参考模型从各个层次出发对EtherCAT协议及相关理论的进行了分析；其次分析了EtherCAT的从站组成，比较了ESC的两种实现方案，研究了ESC的技术

5、特点；第三，使用模块化设计思想，围绕STM32和ET1100两个核心芯片构造了从站硬件平台，并对开发过程中所涉及到的接口设计进行了着重介绍和分析；第四，采用层次化的软件设计思想设计实现了底层硬件驱动、EtherCAT协议栈和应用层软件，使用矩阵结构设计实现了CoE对象字典，并实现了SDO上传/下载请求服务；最后，搭建了EtherCAT系统平台对EtherCAT从站系统的软硬件基本功能、可扩展性、SDO服务进行了验证，并通过编写PLC控制程序完成了对EtherCATIO从站的应用测试。采用模块化的设计方式能够有效改善硬件开发质量、加快

6、开发速度；采用层次化的设计方式能够有效降低系统耦合，提高系统的可移植性和可扩展性。【关键词】EtherCAT从站STM32EtherCAT协议软件CoEIEtherCAT从站的设计与实现ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofcontrol,computer,communicationsandnetworktechnology,openarchitecture,networking,highreliability,complex,multi-axisbecomethedevelopmenttren

7、dofCNCsystem.EtherCAThasattractedwideattentionofCNCmanufacturersbecauseofitsopen,flexibletopologyandhighreliability.NationalEngineeringResearchCenterforHigh-EndCNCisaspecializedentityinCNCsystemdevelopment.Underthesupportof"high-endCNCmachinetoolsandbasicmanufacturinge

8、quipment"oftheNationalScienceandTechnologyMajorProject,theapplicationofEtherCATinthenumericalcontrolsystemisdeeplystu