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EtherCAT工業乙太網應用系統設計/工業自動化技術與應用叢書

  • 作者：編者:李正軍|責編:李馨馨//張翠翠
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111792963
  • 出版日期：2026/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：483
人民幣：RMB 188 元      售價：元
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內容大鋼
    本書全面介紹了EtherCAT工業乙太網應用系統設計。書中內容豐富，體系先進，結構合理，理論與實踐相結合，尤其注重工程應用技術。全書共分11章，主要內容包括：緒論，EtherCAT從站控制器，EtherCAT從站硬體電路系統設計，EtherCAT工業乙太網主站，EtherCAT開發前的準備——軟體的安裝，基於ET1100的EtherCAT從站軟體設計，基於LAN9252的EtherCAT從站驅動和應用程序設計，基於LAN9252的從站增加數字量和模擬量通信數據的方法，EtherCAT主站軟體安裝、從站開發調試及XML文件解析，基於IgH的EtherCAT主從站通信程序設計，基於SOEM的EtherCAT主從站通信程序設計。通過閱讀本書，讀者將深入了解EtherCAT技術原理、應用場景和關鍵設計步驟，為工業控制系統的開發和應用提供了全面的指導。本書力求所講內容具有較強的可移植性、先進性、系統性、應用性及資料開放性，可起到舉一反三的作用。本書配套程序代碼、XML文件、電路文件、官方手冊等數字資源，下載方式見本書封底。
    本書可供從事EtherCAT工業乙太網控制系統設計的工程技術人員參考，也可作為高等院校自動化、機器人、自動檢測、機電一體化等專業的本科生教材或相關專業的研究生教材。
作者介紹
編者:李正軍|責編:李馨馨//張翠翠
目錄
前言
第1章  緒論
  1.1  乙太網與工業乙太網概述
    1.1.1  乙太網技術
    1.1.2  工業乙太網技術
    1.1.3  工業乙太網通信模型
    1.1.4  工業乙太網的優勢
    1.1.5  實時乙太網
    1.1.6  實時乙太網模型分析
    1.1.7  幾種實時乙太網的比較
  1.2  幾種流行的工業乙太網
    1.2.1  SERCOS
    1.2.2  PROFINET
    1.2.3  EPA
  1.3  EtherCAT工業乙太網
    1.3.1  EtherCAT概述
    1.3.2  EtherCAT工業乙太網的特點和快速乙太網的環形結構
    1.3.3  EtherCAT物理拓撲結構
    1.3.4  EtherCAT數據鏈路層
    1.3.5  EtherCAT應用層
    1.3.6  EtherCAT系統組成
    1.3.7  EtherCAT系統主站設計
    1.3.8  EtherCAT系統從站設計
第2章  EtherCAT從站控制器
  2.1  EtherCAT從站控制器概述
    2.1.1  EtherCAT從站控制器功能塊
    2.1.2  EtherCAT協議
    2.1.3  幀處理
    2.1.4  FMMU
    2.1.5  同步管理器
  2.2  EtherCAT從站控制器的BECKHOFF解決方案
    2.2.1  BECKHOFF提供的EtherCAT從站控制器
    2.2.2  EtherCAT從站控制器存儲空間
    2.2.3  EtherCAT從站控制器特徵信息
  2.3  EtherCAT從站控制器ET1100
    2.3.1  ET1100概述
    2.3.2  ET1100引腳介紹
    2.3.3  ET1100的PDI信號
    2.3.4  ET1100的配置引腳信號
    2.3.5  ET1100的物理介面和PDI引腳信號
    2.3.6  ET1100的MII介面
    2.3.7  ET1100的PDI描述
    2.3.8  ET1100的非同步8/16位微控制器介面
  2.4  EtherCAT從站控制器的數據鏈路控制
    2.4.1  EtherCAT從站控制器的數據幀處理
    2.4.2  EtherCAT從站控制器的通信介面控制
    2.4.3  EtherCAT從站控制器的數據鏈路地址
    2.4.4  EtherCAT從站控制器的邏輯定址控制
  2.5  EtherCAT從站控制器的應用層控制
    2.5.1  EtherCAT從站控制器的狀態機控制和狀態

    2.5.2  EtherCAT從站控制器的中斷控制
  2.6  EtherCAT從站控制器的存儲同步管理
    2.6.1  EtherCAT從站控制器存儲同步管理器
    2.6.2  SM通道緩存區的數據交換
    2.6.3  SM通道郵箱數據通信模式
  2.7  EtherCAT從站信息介面（SII）
    2.7.1  EEPROM中的信息
    2.7.2  EEPROM的操作
  2.8  EtherCAT分散式時鐘
  2.9  EtherCAT從站控制器LAN9252
    2.9.1  LAN9252概述
    2.9.2  LAN9252主機匯流排介面
    2.9.3  LAN9252工作模式
    2.9.4  LAN9252引腳介紹
    2.9.5  LAN9252寄存器映射
    2.9.6  LAN9252系統中斷
    2.9.7  LAN9252中斷寄存器
    2.9.8  LAN9252主機匯流排介面
    2.9.9  LAN9252的SPI/SQI從器件
    2.9.10  LAN9252的乙太網PHY
    2.9.11  LAN9252的EtherCAT功能
第3章  EtherCAT從站硬體電路系統設計
  3.1  基於ET1100的EtherCAT從站硬體電路系統設計
    3.1.1  基於ET1100的EtherCAT從站總體結構
    3.1.2  微控制器與ET1100 的介面電路設計
    3.1.3  ET1100 的配置電路設計
    3.1.4  EtherCAT從站乙太網物理層 PHY器件
    3.1.51  0/100 Base-TX/FX的物理層收發器KS8721
    3.1.6  ET1100與KS8721BL的介面電路
    3.1.7  直接I/O控制EtherCAT從站硬體電路設計
  3.2  基於LAN9252的EtherCAT從站硬體電路系統設計
第4章  EtherCAT工業乙太網主站
  4.1  EtherCAT主站分類
    4.1.1  概述
    4.1.2  主站分類需求規範
    4.1.3  功能包
  4.2  TwinCAT 3 EtherCAT主站
    4.2.1  TwinCAT 3概述
    4.2.2  TwinCAT 3編程
  4.3  IgH EtherCAT主站
    4.3.1  IgH EtherCAT概述
    4.3.2  IgH EtherCAT主站架構
    4.3.3  過程數據
    4.3.4  FMMU配置
    4.3.5  應用程序介面
    4.3.6  狀態機
    4.3.7  獲取軟體
  4.4  SOEM EtherCAT主站
    4.4.1  SOEM EtherCAT概述
    4.4.2  SOEM的下載與使用

    4.4.3  SOEM源代碼結構
    4.4.4  SOEM的應用
第5章  EtherCAT開發前的準備——軟體的安裝
  5.1  虛擬機
    5.1.1  虛擬機的安裝
    5.1.2  新建虛擬機
    5.1.3  虛擬機的設置
  5.2  Ubuntu
第6章  基於ET1100的EtherCAT從站軟體設計
  6.1  EtherCAT從站驅動和應用程序代碼包架構
    6.1.1  EtherCAT從站驅動和應用程序代碼包的組成
    6.1.2  EtherCAT通信協議和應用層控制相關的文件
  6.2  el9800appl.h
    6.2.1  TOBJ1601 的數據結構
    6.2.2  TOBJ1A00 的數據結構
    6.2.3  TOBJ1C12 的數據結構
    6.2.4  TOBJ6000的數據結構
    6.2.5  TOBJ6020 的數據結構
    6.2.6  TOBJ7010的數據結構
    6.2.7  TOBJ6411 的數據結構
    6.2.8  TOBJ8020 的數據結構
    6.2.9  TOBJF000 的數據結構
    6.2.10  PDO映射對象（PDO Mapping Objects）
    6.2.11  對象 0x1601（數字輸出 RxPDO）
    6.2.12  對象 0x1602（數字輸出 RxPDO）
    6.2.13  對象 0x1602（模擬輸出 RxPDO）
    6.2.14  對象 0x7010（數字輸出對象）
    6.2.15  對象 0x6411（模擬輸出對象）
    6.2.16  PDO（過程數據對象）映射對象0x1802
    6.2.17  對象 0x1802（TxPDO 參數）
    6.2.18  對象 0x1802（TxPDO 參數）的變數
    6.2.19  對象0x1A00（數字輸入TxPDO）
    6.2.20  結構 sDITxPDOMap
    6.2.21  對象 0x1A02（模擬輸入 TxPDO）
    6.2.22  對象0x6020（模擬輸入對象）和條目
  6.3  el9800appl.c
    6.3.1  APPL_StopOutputHandler(void)函數
    6.3.2  APPL_GenerateMapping(UINT16* pInputSize,UINT16* pOutputSize)
    6.3.3  APPL_InputMapping(UINT16* pData)函數
    6.3.4  APPL_OutputMapping(UINT16* pData)
    6.3.5  APPL_Application(void)函數
    6.3.6  APPL_GetDeviceID()函數
    6.3.7  main(void)主函數
  6.4  ecatappl.c
    6.4.1  PDO_InputMapping()函數
    6.4.2  PDO_OutputMapping()函數
    6.4.3  ECAT_CheckTimer()函數
    6.4.4  HandleBusCycleCalculation()函數
    6.4.5  PDI_Isr(void)函數
    6.4.6  Sync0_Isr(void)函數

    6.4.7  Sync1_Isr(void)函數
    6.4.8  MainInit(void)函數
    6.4.9  主循環處理函數MainLoop()
    6.4.10  ECAT_Application(void)函數
    6.4.11  PDI_Isr(void)函數
  6.5  ecatslv.c
    6.5.1  StartInputHandler(void)函數
    6.5.2  檢查配置的同步
    6.5.3  同步信號（Sync0和Sync1）的周期時間配置
    6.5.4  void AL_ControlInd(UINT8 alControl, UINT16 alStatusCode)
    6.5.5  StartOutputHandler(void)函數
    6.5.6  StopOutputHandler(void)函數
    6.5.7  StopInputHandler(void)函數
    6.5.8  ECAT_Init(void)函數
    6.5.9  ECAT_Main(void)函數
  6.6  mcihw.h
    6.6.1  開關輸入和LED輸出的宏定義
    6.6.2  宏和條件編譯指令
    6.6.3  宏定義和一個函數聲明
    6.6.4  硬體定時器中斷等宏定義
    6.6.5  全局變數和函數的定義
  6.7  mcihw.c
    6.7.1  GPIO_Config(void)函數
    6.7.2  STM32硬體初始化函數HW_Init()
    6.7.3  HW_EcatIsr()函數
    6.7.4  Sync0Isr(void)函數
    6.7.5  Sync1Isr(void)函數
    6.7.6  APPL_1MsTimerIsr中斷服務常式（ISR）
  6.8  COE_Main(void)函數（coeappl.c）
第7章  基於LAN9252的EtherCAT從站驅動和應用程序設計
  7.1  EtherCAT從站驅動和應用程序包架構
    7.1.1  EtherCAT從站驅動程序代碼包的組成
    7.1.2  EtherCAT通信協議和應用層控制相關的文件
  7.2  EtherCAT從站驅動和應用程序
    7.2.1  EtherCAT狀態機轉換頭文件ecatslv.h
    7.2.2  EtherCAT控制器中寄存器的地址和相關掩碼頭文件esc.h
    7.2.3  對象字典的結構體頭文件objdef.h
    7.2.4  從站驅動和應用程序初始化
    7.2.5  EtherCAT從站周期性過程數據處理
    7.2.6  EtherCAT從站狀態機轉換
  7.3  EtherCAT通信中的數據傳輸過程
    7.3.1  從站到主站的數據傳輸過程
    7.3.2  主站到從站的數據傳輸過程
第8章  基於LAN9252的從站增加數字量和模擬量通信數據的方法
  8.1  EtherCAT從站驅動程序修改說明
    8.1.1  關於修改XML文件的簡要說明
    8.1.2  數據映射關係
    8.1.3  增加數字量輸入/輸出（DI/DO）變數和模擬量輸入/輸出（AI/AO）變數的
相同點與不同點
  8.2  EtherCAT從站開發板上增加一個自定義的變數

    8.2.1  在索引號0x1A02的基礎上增加一個16位整型的自定義AI變數
    8.2.2  修改XML文件中有關模擬量輸入（AI）的部分
    8.2.3  修改STM32程序中有關模擬量輸入（AI）的部分
    8.2.4  AI_16INT數據的EtherCAT通信測試
  8.3  EtherCAT從站增加數字量輸入/輸出（DI/DO）數據通信的方法
    8.3.1  EtherCAT從站增加數字量輸入（DI）數據通信的方法
    8.3.2  EtherCAT從站增加數字量輸出（DO）數據通信的方法
  8.4  EtherCAT從站增加模擬量輸入/輸出（AI/AO）數據通信的方法
    8.4.1  EtherCAT從站增加模擬量輸入(AI)變數的方法
    8.4.2  EtherCAT從站增加模擬量輸出（AO）通道的方法
    8.4.3  EtherCAT從站增加模擬量輸出（AO）變數的方法
    8.4.4  將模擬量輸出（AO）的數據通過模擬量輸入（AI）進行讀取
    8.4.5  模擬量輸入/輸出（AI/AO）的EtherCAT通信測試
第9章  EtherCAT主站軟體安裝、從站開發調試及XML文件解析
  9.1  TwinCAT和網卡驅動安裝
    9.1.1  主站TwinCAT的安裝
    9.1.2  TwinCAT安裝主站網卡驅動
  9.2  EtherCAT從站的開發調試
    9.2.1  燒寫STM32微控制器程序
    9.2.2  在TwinCAT軟體目錄下放置XML文件
    9.2.3  建立項目
    9.2.4  向EEPROM中燒寫XML文件
    9.2.5  在TwinCAT主站上與從站設備進行簡單通信
  9.3  XML文件解析
    9.3.1  EtherCATInfo
    9.3.2  Vendor
    9.3.3  Descriptions
第10章  基於IgH的EtherCAT主從站通信程序設計
  10.1  IgH EtherCAT主站的安裝配置
    10.1.1  虛擬機上的Linux系統與實體機上的Linux系統的區別
    10.1.2  IgH EtherCAT Master概述
    10.1.3  IgH EtherCAT Master的安裝環境
    10.1.4  修改Ubuntu的內核版本
    10.1.5  IgH EtherCAT Master的安裝
  10.2  IgH在Ubuntu操作系統下的編譯說明
    10.2.1  IgH配置庫
    10.2.2  IgH程序編譯
    10.2.3  IgH程序運行
  10.3  IgH主站獲取從站信息
    10.3.1  判斷IgH主站是否與從站連接
    10.3.2  獲取從站的供應商ID和產品代碼
    10.3.3  顯示PDO和映射信息
  10.4  EtherCAT主從站的數字量輸入/輸出（DI/DO）通信的實現
    10.4.1  EtherCAT主從站的DI/DO通信程序設計
    10.4.2  如何配置PDO實現主從站的DO通信
    10.4.3  如何配置PDO實現主從站的DI通信
  10.5  EtherCAT主從站的模擬量輸入/輸出（AI/AO）通信的實現
    10.5.1  EtherCAT主從站的AI/AO通信程序設計
    10.5.2  如何配置PDO實現主從站的AI/AO通信
  10.6  EtherCAT主從站通信程序的運行結果

    10.6.1  主從站的DI通信
    10.6.2  主從站的AI/AO通信
  10.7  EtherCAT主從站通信程序設計關鍵點說明
    10.7.1  PDO映射信息
    10.7.2  同步管理器數組ec_sync_info_t
第11章  基於SOEM的EtherCAT主從站通信程序設計
  11.1  Ubuntu操作系統的編譯說明
    11.1.1  安裝SOEM主站
    11.1.2  SOEM程序編譯
    11.1.3  SOEM程序運行
  11.2  SOEM主站獲取從站信息
    11.2.1  判斷SOEM主站是否與從站連接
    11.2.2  獲取從站的PDO信息和映射信息
  11.3  EtherCAT主從站通信的實現
    11.3.1  EtherCAT主從站的啟動流程
    11.3.2  EtherCAT主從站的DI/DO通信的實現
    11.3.3  EtherCAT主從站的AI/AO通信的實現
  11.4  EtherCAT主從站通信程序的運行結果
    11.4.1  SOEM主從站的DI通信
    11.4.2  SOEM主從站的AI/AO通信
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