基于CAN總線通訊智能結點的設計與實現(xiàn)
2.8萬字 40頁


摘要：
現(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡。它是計算機技術、通信技術和控制技術高度綜合與集成的產(chǎn)物，是一種開放式和分布式的新模式。現(xiàn)場總線是當今自動化領域技術發(fā)展的熱點之一。
CAN(控制器局域網(wǎng))屬于現(xiàn)場總線的范疇，是一種有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網(wǎng)絡。
CAN總線通訊智能節(jié)點的設計，是在現(xiàn)場總線系統(tǒng)中分布于現(xiàn)場的一個子系統(tǒng)，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與閉環(huán)控制，最大傳輸速率可達1MB/s，最大傳輸距離為10km。節(jié)點的核心器件是PHILIPS公司生產(chǎn)的CAN控制器（SJA1000）和CAN驅(qū)動器（PCA82C250）以及微控制器（89C51單片機）。SJA1000是集成的獨立CAN控制器（與PHILIPS早期的CAN控制器PCA82C200完全兼容），它負責完成CAN總線通信協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能。能夠可靠的運行和完成要求的任務，控制信息在現(xiàn)場進行處理，而管理層則在上位機中實現(xiàn)。該設計體現(xiàn)了CAN總線高性能、高可靠性的特點。


關鍵詞：現(xiàn)場總線; CAN; SJA1000 CAN 控制器; 82C250收發(fā)器; 89C51單片機; 設計



Abstract
Field bus is a digital, bi-directional and multi-branch communication network that connects field equipments and automatic system. As a product integrating technology of computer, communication and control, the field bus featured with opening and distribution has been one of the key technologies in modern automatism field.
As one of the field buses, CAN (Controller Area Network) is a serial communication network that supports distributed and real time control effectively.
The Design and Implementation of Intelligent Nodes in Conjuction Based on the CAN Bus, is distributes in the field bus system in a scene sub- system, can realize the data acquisition and the closed-loop control, the maximum transmission speed may reach 1MB/S, the maximum transmitting range is 10km. The pitch point core component is the CAN controller which PHILIPS Corporation produces (SJA1000) and the CAN driver (PCA82C250) as well as the micro controller (the 89C51 monolithic integrated circuit). SJA1000 is the integrated independent CAN controller (is completely compatible with PHILIPS early CAN controller PCA82C200), it responsibly completes the CAN main line correspondence agreement the physical level and the data link layer function. Can the reliable movement and completes the request the duty, the control information carries on processing in the scene, but management level then realizes in on position machine. Has manifested the CAN main line high performance, the redundant reliable characteristic.

Keywords: Field bus; CAN; Distributed Measurement Control System; SJA1000 CAN Controller; 82C250Transceiver; 89C51 single chip Computer; Design



目 錄
摘要
Abstract
1 現(xiàn)場總線簡介
1.1 緒論 …………………………………………………………1
1.2 現(xiàn)場總線及其發(fā)展 ……………………………………………1
1.3 現(xiàn)場總線在國內(nèi)的應用 ……………………………………2
1.4現(xiàn)場總線的功能及要求 …………………………………………3
1.4.1現(xiàn)場總線的功能 ………………………………………………3
1.4.2 現(xiàn)場總線的要求 ………………………………………………3
1.4.3現(xiàn)場總線的結構 ………………………………………………3
1.5現(xiàn)場總線的優(yōu)點 ………………………………………………4
1.6 現(xiàn)場總線的特點 ………………………………………………5

2 CAN總線簡介
2.1 控制器局部網(wǎng)(CAN) ………………………………………………6
2.2 CAN的性能特點 ………………………………………………6
2.3 CAN節(jié)點的分層結構 ………………………………………7
2.4 CAN通信技術 ………………………………………………8
2.4.1CAN通信參考模型 ………………………………………………9
2.4.2 CAN的報文傳送與通信幀結構 ……………………………………9
2.5 CAN通信控制器 ………………………………………11
2.6 CAN控制器SJA1000結構及主要特點 …………………………11
2.6.1 SJA1000的主要新功能 ………………………………………11
2.6.2 SJA1000的功能框圖與引腳說明 ………………………………11
2.6.3 SJA1000寄存器功能 …………………………………13
2.6.4 SJAI000在PeIiCAN模式下的驗收濾波及總線時序寄存器的具體用法…15
2.6.5 SJA1000的初始化 …………………………………17
2.6.6 SJA1000與PCA82C200的性能比較 ………………………………19
2.6.7 SJA1000有兩種不同工作模式 …………………………………19

2.7 CAN收發(fā)器82C250 ………………………………………20
2.7.1 82C250的主要特性及硬件圖 ………………………………………20
2.7.2 82C250功能描述 …………………………………………21
2.8 微處理器89C51 ……………………………………………22

3 CAN通訊智能結點的設計
3.1 采用CAN總線系統(tǒng) ………………………………………26
3.2 CAN總線通訊智能結點的系統(tǒng)構成 …………………………26
3.3 CAN總線通訊智能結點電路的設計 …………………………27
3.4 智能節(jié)點軟件設計 …………………………………28
3.4.1 初始化子程序 …………………………………………………28
3.4.2 發(fā)送子程序 ……………………………………………………30
3.4.3 查詢方式接收子程序 ………………………………………31

4參考書目


參考書目
[1]鄒繼軍、 饒運濤. 現(xiàn)場總線CAN原理與應用技術.北京：北航出版社
[2]鄔寬明.CAN總線原理和應用系統(tǒng)設計.北京：北航出版社