工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用

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页数:219
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出版时间:2010-3
价格:38.00元
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isbn号码:9787512400078
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图书标签:
  • 工业以太网
  • EtherCAT
  • 现场总线
  • 驱动程序
  • 嵌入式系统
  • 实时控制
  • PLC
  • 自动化
  • 工业控制
  • 电机控制
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具体描述

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,是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》介绍了: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、ET1100从站硬件设计实例、EtherCAT用于伺服驱动器控制应用协议CoE和SoE、Windows XP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。

工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用 内容简介: 本书聚焦于工业自动化领域一项至关重要的技术——EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)。作为新一代的实时工业以太网通信协议,EtherCAT以其卓越的性能、高度的灵活性和强大的实时性,在全球范围内迅速普及,并成为众多先进自动化系统中的核心驱动力量。本书深入剖析EtherCAT驱动程序的开发,旨在为读者提供一套系统、全面且实用的指导,帮助读者掌握EtherCAT在工业现场总线应用中的设计、实现与优化。 核心内容概述: 本书共分为几个主要部分,循序渐进地引导读者从理论到实践,理解并掌握EtherCAT驱动程序的设计要点及实际应用。 第一部分:EtherCAT基础理论与协议解析 工业自动化与现场总线概述: 首先,我们将回顾工业自动化发展的历程,并介绍现场总线技术在现代工业生产中的核心作用。在此基础上,引出EtherCAT作为一种先进的现场总线技术,其出现的必然性和优势。 EtherCAT协议详解: 详细阐述EtherCAT协议的核心原理。这包括EtherCAT帧结构、数据报文传输机制、分布式时钟(Distributed Clocks, DC)概念及其在实现高精度同步中的关键作用。我们将深入解析EtherCAT报文的组成,如EtherCAT数据报文(Ethernet frame encapsulated EtherCAT datagram)、Ethernet header、MAC address、Ethernet payload等,以及各种EtherCAT命令(如Read, Write, ReadWrite, Broadcast, etc.)的功能和用法。 EtherCAT网络拓扑与设备模型: 介绍EtherCAT支持的多种网络拓扑结构,如线型、星型、环型等,并分析它们在不同应用场景下的适用性。同时,阐述EtherCAT设备模型,包括主站(Master)和从站(Slave)的角色定位、逻辑连接、物理连接以及EtherCAT状态机(Initialization, Pre-operation, Safe-operational, Operational)的各个阶段及其转换条件。 第二部分:EtherCAT驱动程序设计核心技术 驱动程序架构与组件: 详细介绍EtherCAT驱动程序的典型架构,包括用户空间(User Space)和内核空间(Kernel Space)的职责划分。重点讲解EtherCAT从站控制器(ESC - EtherCAT Slave Controller)硬件的接口和寄存器配置,以及驱动程序如何通过这些接口与ESC进行通信。 ESC(EtherCAT Slave Controller)硬件接口与通信: 深入讲解ESC芯片的硬件接口,如SPI、SSI、EMAC等,以及如何通过这些接口实现与CPU的通信。针对不同的ESC芯片,提供具体的接口配置和数据读写方法。 EtherCAT从站驱动开发: 详细讲解EtherCAT从站驱动程序的开发流程。这包括: ESC寄存器配置与初始化: 如何根据EtherCAT协议要求,对ESC的各个寄存器进行初始化和配置,使其能够正确地响应主站的请求。 SDO(Service Data Object)与PDO(Process Data Object)通信: 详细阐述SDO用于配置和诊断,PDO用于实时数据交换的原理,以及如何在驱动程序中实现SDO的读写操作和PDO数据的映射与传输。 分布式时钟(DC)的实现: 讲解如何在从站驱动中实现分布式时钟同步,包括周期性的时钟同步报文处理、时钟偏移量的计算与补偿,以及如何利用DC实现精确的时间同步控制。 中断处理与实时性保障: 介绍EtherCAT通信中的中断机制,以及如何设计高效的中断服务程序以保证实时数据处理的效率。探讨如何通过优化驱动程序逻辑,最大程度地减少延迟,满足实时控制的需求。 EtherCAT状态机管理: 讲解如何根据EtherCAT协议的状态机,在驱动程序中实现从站的正确状态转换和管理。 主站驱动开发(可选): (如果内容涉及主站开发,则此处详细描述)讲解EtherCAT主站驱动程序的开发要点,包括主站的初始化、网络扫描、设备配置、PDO映射、Cyclic Data Transfer的实现,以及错误检测与处理机制。 第三部分:EtherCAT驱动程序在典型应用中的实践 常见EtherCAT从站设备驱动开发实例: 通过具体硬件平台(如基于ARM Cortex-M的微控制器、FPGA等),提供典型的EtherCAT从站设备驱动开发案例。例如: I/O模块驱动开发: 如何设计和实现用于数字I/O、模拟I/O的EtherCAT从站驱动。 伺服驱动器/运动控制器驱动开发: 讲解如何为伺服驱动器或运动控制器开发EtherCAT从站驱动,实现精确的位置、速度、力矩控制。 传感器/执行器驱动开发: 分析如何为各类工业传感器和执行器开发EtherCAT从站驱动,实现数据的采集和指令的下发。 驱动程序性能优化与调试: 提供针对EtherCAT驱动程序的性能优化策略,包括代码优化、内存管理、中断处理优化等,以提高通信效率和系统响应速度。介绍常用的调试工具和方法,帮助读者快速定位和解决驱动程序开发过程中遇到的问题。 EtherCAT应用场景拓展: 探讨EtherCAT在不同工业领域的应用,如工业机器人、数控机床、自动化生产线、新能源汽车等,并分析在这些场景下EtherCAT驱动程序的设计要点和挑战。 本书特色: 理论与实践深度结合: 本书不仅深入讲解EtherCAT协议的理论基础,更侧重于驱动程序的实际开发过程,提供大量具体的代码示例和实践指导。 全面详尽: 覆盖EtherCAT从站驱动程序设计的各个关键环节,力求为读者提供一个完整的知识体系。 面向工程应用: 内容紧密结合工业现场实际需求,旨在帮助读者快速掌握EtherCAT技术,并应用于实际的自动化项目开发中。 结构清晰,语言易懂: 逻辑清晰的章节安排,配合通俗易懂的语言,即使是非专业背景的读者也能较易理解。 目标读者: 本书适合于工业自动化工程师、嵌入式系统开发工程师、机器人开发者、控制系统设计者,以及对EtherCAT技术感兴趣的在校学生和研究人员。无论您是初次接触EtherCAT,还是希望深入了解其驱动程序设计的技术人员,本书都将是您宝贵的参考资料。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的光芒,就像工业自动化领域一道耀眼的新星,迅速点亮了我探索EtherCAT技术的道路。初识EtherCAT,我便被它卓越的性能和广泛的应用前景所吸引,然而,市面上相关的技术资料却常常晦涩难懂,让许多像我一样的初学者望而却步。直到我翻开这本书,那股压抑已久的求知欲瞬间被点燃。作者以一种极其易于理解的方式,层层剥茧,深入浅出地剖析了EtherCAT驱动程序的底层逻辑。从基础概念的建立,到具体驱动程序的实现细节,再到实际应用场景的拓展,无不体现了作者深厚的专业功底和丰富的实践经验。书中提供的丰富实例代码,更是让我能够亲手实践,在敲击键盘的过程中,EtherCAT的奥秘如同被施了魔法般,一点点地展现在我眼前。那些曾经困扰我的概念,如同步周期、数据链路层通信、设备描述文件(EDD)等,都在作者的讲解下变得清晰明了,不再是遥不可及的理论,而是可以触碰、可以操作的实际。这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一位循循善诱的良师益友,它让我感受到了掌握一项尖端技术的乐趣,也让我对未来的工业自动化发展充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

当今工业自动化领域,对通信效率和实时性的要求日益提高,EtherCAT无疑是其中的佼佼者。然而,要真正掌握EtherCAT驱动程序的开发,并非易事。这本书的出现,如同在迷雾中点亮了一盏明灯,为我指明了前进的方向。作者在书中详细介绍了EtherCAT驱动程序的架构设计,以及如何根据不同的硬件平台进行定制。从底层硬件接口的配置,到通信协议栈的实现,再到应用层接口的设计,都进行了深入的分析。特别是关于EtherCAT的实时性分析和优化方法,给我留下了深刻的印象。书中提出的各种调试手段和性能评估方法,更是让我能够在实际项目中有效地定位问题,提升系统性能。这本书的价值在于它能够帮助我们理解EtherCAT驱动程序的“为什么”和“怎么样”,从而让我们能够更从容地应对复杂的工业自动化项目需求。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对前沿技术充满好奇的在校学生,我一直渴望能找到一本能够系统性地介绍工业以太网技术的书籍,尤其是EtherCAT这样极具代表性的协议。市面上很多书籍要么过于理论化,要么过于片面,难以形成完整的知识体系。这本书的出现,无疑填补了这一空白。作者以一种极为友好的方式,为我打开了EtherCAT世界的大门。从基础概念的讲解,到驱动程序的设计思路,再到实际开发环境的搭建,每一步都衔接得非常自然。我特别喜欢书中对于不同类型EtherCAT设备驱动的实现分析,这让我能够理解各种设备是如何与主站进行通信的,也为我将来进行二次开发打下了坚实的基础。此外,书中关于EtherCAT的应用案例分析,更是让我看到了理论知识在实际工程中的强大生命力,激发了我对工业自动化研究的浓厚兴趣。这本书不仅是我的学习教材,更像是一扇窗户,让我看到了一个充满无限可能的工业技术新天地。

评分☆☆☆☆☆

对于想要深入了解EtherCAT驱动程序设计的工程师来说,一本权威且全面的参考资料至关重要。这本书无疑满足了这一需求。它以严谨的学术态度和丰富的实践经验,系统地阐述了EtherCAT驱动程序的各个方面。从EtherCAT协议的原理,到驱动程序的开发流程,再到应用层接口的设计,都进行了详尽的介绍。书中不仅提供了大量的理论知识,还结合了丰富的实例代码,让读者能够更好地理解和掌握。特别是在并发控制、错误处理以及性能优化等方面,作者给出了许多独到的见解和实用的方法。这本书不仅仅是一本技术书籍,更是一份宝贵的参考指南,能够帮助我们在EtherCAT驱动程序设计领域取得更深的造诣。

评分☆☆☆☆☆

对于长期在工业现场摸爬滚打的工程师来说,EtherCAT早已不是一个陌生的词汇,但要真正深入理解其驱动程序的精髓,并能灵活运用到实际的系统集成中,却并非易事。我曾遇到过不少与EtherCAT相关的技术难题,尝试了各种方法,但总是感觉隔靴搔痒。直到我读到这本书,才真正领略到EtherCAT驱动程序设计的深度与广度。作者没有停留在表面的API调用,而是带领我们深入到驱动程序的每一个环节,从硬件抽象层(HAL)的定制,到实时操作系统(RTOS)的集成,再到网络通信协议栈的解析,都进行了详尽的阐述。特别是关于实时性保证和错误处理的章节,为我解决了许多以往难以攻克的难题。书中提出的各种优化策略和调试技巧,更是让我在实际项目中受益匪浅。它教会我如何去诊断问题,如何去优化性能,如何去构建一个稳定可靠的EtherCAT系统。这本书的价值,不仅仅在于它提供的技术知识,更在于它培养了一种解决问题的思路和方法,让我能够更自信地应对未来工业现场的挑战。

评分☆☆☆☆☆

郇老师的书写的还是不错的

评分☆☆☆☆☆

郇老师的书写的还是不错的

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郇老师的书写的还是不错的

评分☆☆☆☆☆

开篇介绍了ecat的基础知识,而后重点介绍了基于倍福slave esc的系统运作细节,最后列举实现的代码片段,但是并不给提供全工程代码。 这本书仍然对于ecat基础介绍的比较有限,倍福的芯片介绍的篇幅相对较大。希望能深入的介绍ecat的相关基础知识。

评分☆☆☆☆☆

对EtherCat有所了解了但还是不会用😩

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