dsp與can總線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、摘要本文給出了一種以DSP為微控制器的CAN總線通信系統(tǒng)，以AT89C52作為智能節(jié)點(diǎn)，利用SJA1000CAN總線控制器與82C250CAN總線收發(fā)器，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，使DSP與CAN總線通信，從而控制CAN總線上的智能節(jié)點(diǎn)AT89C52。AT89C52負(fù)責(zé)溫濕度檢測(cè)與繼電器輸出等工作。本次設(shè)計(jì)包含五個(gè)章節(jié)，第一章介紹了CAN總線的特點(diǎn)與發(fā)展；第二章為總體方案設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)控制要求的分析進(jìn)行方案設(shè)計(jì)；第三章為硬件設(shè)計(jì)，包括DSP的選型，單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，與元器件介紹；第四章為軟件設(shè)計(jì)，包括軟件設(shè)計(jì)流程圖和程序；第五章是課程設(shè)計(jì)總結(jié)。關(guān)鍵詞：DSP；CAN總線；智能節(jié)點(diǎn)

2、；SJA1000；目錄第1章緒論11.1CAN總線概述11.2CAN總線典型特征11.3CAN總線的發(fā)展1第2章系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.1DSP選擇53.2單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)53.3CAN總線控制器SJA100063.4收發(fā)器PCA82C25073.56N137介紹83.6總體接線圖9第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)10第5章課程設(shè)計(jì)總結(jié)13參考文獻(xiàn)14附錄15第1章緒論1.1CAN總線概述CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(ControllerAreaNetwork,CAN)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著稱(chēng)的德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)了的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO118

3、?8）。是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專(zhuān)為大型貨車(chē)和重工機(jī)械車(chē)輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。近年來(lái)，其所具有的高可靠性和良好的錯(cuò)誤檢測(cè)能力受到重視，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境1.2CAN總線典型特征CAN總線有如下基本特點(diǎn)：◎廢除傳統(tǒng)的站地址編碼，代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，可以多主方式工作；◎采用非破壞性仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響繼續(xù)

4、傳輸數(shù)據(jù)，有效避免了總線沖突；◎采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，重新發(fā)送的時(shí)間短；◎每幀數(shù)據(jù)都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃裕m于在高干擾環(huán)境下使用；　　◎節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上其他操作不受影響；◎可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一對(duì)多及廣播集中方式傳送和接受數(shù)據(jù)。　　CAN總線的優(yōu)點(diǎn)：●具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)；●采用雙線串行通信方式，檢錯(cuò)能力強(qiáng)，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作；　　●具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能，多個(gè)控制模塊通過(guò)CAN控制器掛到CA

5、N-bus上，形成多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)；●可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文；●可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制；●發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)；●節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能；●報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來(lái)指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息。1.3CAN總線的發(fā)展　隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)及集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中最具活力的一個(gè)分支，并取得了巨大進(jìn)步。由于對(duì)系統(tǒng)可靠性和靈活性的高要求，工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)為：控制面向多元化，系統(tǒng)面向分散化，即負(fù)載分散、功能分散、危險(xiǎn)分散和地域分散。分散式工業(yè)控制系統(tǒng)就是為適應(yīng)這種

6、需要而發(fā)展起來(lái)的。這類(lèi)系統(tǒng)是以微型機(jī)為核心，將5C技術(shù)--COMPUTER（計(jì)算機(jī)技術(shù)）、CONTROL（自動(dòng)控制技術(shù)）、COMMUNICATION（通信技術(shù)）、CRT（顯示技術(shù)）和CHANGE（轉(zhuǎn)換技術(shù)）緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它在適應(yīng)范圍、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性以及抗故障能力等方面，較之分散型儀表控制系統(tǒng)和集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都具有明顯的優(yōu)越性?！　〉湫偷姆稚⑹娇刂葡到y(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、接口與計(jì)算設(shè)備以及通信設(shè)備組成?，F(xiàn)場(chǎng)總線（FIELDBUS）能同時(shí)滿(mǎn)足過(guò)程控制和制造業(yè)自動(dòng)化的需要，因而現(xiàn)場(chǎng)總線已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域中最為活躍的一個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)場(chǎng)總線的研究與應(yīng)用已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域

7、的熱點(diǎn)。盡管目前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的研究尚未能提出一個(gè)完善的標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)場(chǎng)總線的高性能價(jià)格必將吸引眾多工業(yè)控制系統(tǒng)采用。同時(shí)，正由于現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，也使得現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用得以不拘一格地發(fā)揮，并將為現(xiàn)場(chǎng)總線的完善提供更加豐富的依據(jù)?？刂破骶植烤W(wǎng)CAN（CONTROLLERAERANETWORK）正是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的?！　∮捎贑AN為愈來(lái)愈多不同領(lǐng)域采用和推廣，導(dǎo)致要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)化。為此，1991年9月PHILIPSSEMICONDUCTORS制訂并發(fā)布了CAN技術(shù)規(guī)范（VERSION2.0）。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分。2.0A給出了