EtherCAT从站采用ET1100+微控制器STM32，其中ET1100芯片负责完成EtherCAT数据帧的处理等链路层功能，是实现EtherCAT数据通讯的核心。而STM32是EtherCAT系统的应用层处理器，通过SPI总线与ET1100进行数据交换，并实现应用层控制协议。ET1100芯片功能已经固化在芯片内部，实际应用时只需设计相应的XML配置文件。因此在EtherCAT从站软件设计时，主要需要完成STM32处理器的程序编写。
根据EtherCAT系统软件设计需求可知，在微控制器STM32中进行EtherCAT从站软件设计的架构图如图所示。由图可知，在STM32设计EtherCAT从站软件时可分为两层：数据链路层和应用层。数据链路层是STM32微处理器与ET1100的数据交换层，采用串行总线SPI实现底层驱动。应用层按照功能也可分为两个部分：EtherCAT基本协议和用户程序。EtherCAT基本协议包括状态机处理，邮箱数据的处理以及周期性过程数据的处理。用户程序位于程序架构最上层，用于实现用户特定程序控制，例如为实现伺服驱动控制，用户程序可设计为行规CiA402的CoE协议或SoE协议。
EtherCAT过程数据通讯的程序流程图如下图所示。HW_Init()函数初始化STM32的寄存器和硬件配置。ECAT_Init()函数初始化EtherCAT协议的相关变量。在完成系统的初始化之后，程序进入到主循环函数。在这个循环函数里，STM32单片机通过SPI总线读取ET1100芯片的0x220应用层事件请求寄存器。每当有一个EtherCAT事件请求从主站发到从站的时候，应用事件请求寄存器里相应的位就会被置1，读取到这个寄存器的值之后，STM32单片机就清楚了主站的请求。之后，程序会检测一个全局变量来判断从站是否运行在自由模式下，如果从站运行在自由模式下，程序会执行Free_run()函数，这个函数的功能是处理周期性数据传输，STM32通过SPI总线读写ET1100的DPRAM内的数据，完成数据交换。
如果从站没有运行于自由模式，而是运行于同步模式，Free_run()函数的功能会放在一个中断相应函数中执行，这个中断相应的中断源是EtherCAT协议的同步时钟单元，它在多个从站设备之间产生同步的中断信号，保证多个从站之间的同步特性。之后，程序运行到Al_event()函数，这个函数负责处理非周期事件，主要包括邮箱数据通讯和从站状态机转换。
EtherCAT协议的状态机包括初始化（Init）、预运行（Pre-OP）、安全运行（Safe-OP）和运行状态（OP）四种。初始化状态时，主站通过EEPROM里的配置信息对从站的相关寄存器进行配置和初始化，无法进行数据交换；预运行状态时，EtherCAT协议可以进行邮箱数据的通讯，主站通过邮箱数据将一些初始化数据发送给从站，但是不能进行过程数据的传输；安全运行状态时，主站通过对从站的现场管理单元和SM通道的设置，可以发送过程数据给从站，但是从站无法发送过程数据给主站；运行状态下，主站和从站可以进行完整的数据通讯。在从站进行状态机转换时，从站首先检查状态机对应的SM通道是否配置正确，检查的内容有SM通道大小、SM通道设置是否重叠、SM通道起始地址是否为偶数以及SM通道是否被使能，如果SM通道配置没有问题，则通过应用层状态设置函数设置成为相应的状态。如果从站状态从低级向高级转换，则使能相应的功能，反之，则失能相应的功能。状态机转换的流程图如图所示。
