基于CAN總線的主從機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程論文

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1、武漢理工大學(xué)課程論文《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)》課程論文論文題目：基于CAN總線主從機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)課程論文摘要現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。CAN(ControllerAreaNetwork)屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，是一種多主方式的串行通訊總線，數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)。與其它現(xiàn)場(chǎng)總線比較而言，CAN總線具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、可靠性高、性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)。本系統(tǒng)要在單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)CAN總線的接口，通過(guò)CAN總線，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)

2、模塊之間的數(shù)據(jù)通訊。系統(tǒng)主要由四部分所構(gòu)成：PC機(jī)、微控制器80C51、獨(dú)立CAN通信控制器SJA1000和CAN總線收發(fā)器PCA82C250。微處理器80C51負(fù)責(zé)SJA1000的初始化，通過(guò)控制SJA1000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收等通信任務(wù)。CAN總線節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要包括三大部分：CAN節(jié)點(diǎn)初始化、報(bào)文發(fā)送和報(bào)文接收。本系統(tǒng)通過(guò)擴(kuò)展CAN總線控制器SJA1000，在單片機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了CAN總線的接口，并且編寫(xiě)了SJA1000的驅(qū)動(dòng)程序，通過(guò)讀寫(xiě)其的內(nèi)部寄存器，完成工作方式的設(shè)置、接收濾波方式的設(shè)置、接收屏蔽寄存器（AMR）和接收代碼

3、寄存器（ACR）的設(shè)置、波特率參數(shù)設(shè)置和中斷允許寄存器（IER）的設(shè)置等基本操作；利用各基本操作，完成了對(duì)SJA1000的初始化，并且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。關(guān)鍵詞：CAN總線；SJA1000；89C51；PCA82C250。II武漢理工大學(xué)課程論文目錄第1章緒論1第2章課程設(shè)計(jì)的方案22.1概述22.2系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)2第3章硬件設(shè)計(jì)33.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)33.1.1單片機(jī)AT89C5133.1.2時(shí)鐘電路43.1.3復(fù)位電路設(shè)計(jì)43.1.4電源電路設(shè)計(jì)43.2CAN總線電路設(shè)計(jì)53.2.1控制器SJA100053.2.2驅(qū)動(dòng)器及接

4、口電路MAX23263.2.3發(fā)送隔離6N13763.2.4收發(fā)器PCA82C25073.3硬件原理圖9第4章軟件設(shè)計(jì)104.1主程序104.2初始化子程序104.3報(bào)文發(fā)送子程序124.4報(bào)文接收子程序12第5章系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析14第6章設(shè)計(jì)總結(jié)15附錄程序清單16參考文獻(xiàn)22II武漢理工大學(xué)課程論文第1章緒論CAN即控制器局域網(wǎng)絡(luò),控制器局部網(wǎng)（CAN－CONTROLLERAREANETWORK）是BOSCH公司領(lǐng)先推出的一種多主機(jī)局部網(wǎng)，由于其高性能、高可靠性、實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設(shè)備、交通工具、醫(yī)療儀

5、器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門(mén)?？刂破骶植烤W(wǎng)將在我國(guó)迅速普及推廣。由于CAN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給出了曾在CAN技術(shù)規(guī)范版本1.2中定義的CAN報(bào)文格式，能提供11位地址；而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報(bào)文格式，提供29位地址。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運(yùn)載工具--數(shù)字信息交換--高速通信控制器局部網(wǎng)（CAN）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

6、（ISO11898），為控制器局部網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化推廣鋪平了道路。40武漢理工大學(xué)課程論文課程設(shè)計(jì)的方案1.1概述本次設(shè)計(jì)主要是綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)基于CAN總線的主從機(jī)通信系統(tǒng)，并在實(shí)踐的基本技能方面進(jìn)行一次系統(tǒng)的訓(xùn)練。能夠較全面地鞏固和應(yīng)用“工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)”課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，并初步了解CAN總線協(xié)議規(guī)范。系統(tǒng)介紹:擴(kuò)展CAN總線控制器，在單片機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)CAN總線的接口，并編寫(xiě)接口芯片的驅(qū)動(dòng)程序。通過(guò)CAN總線，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)通訊，CPU控制第一個(gè)模塊發(fā)送1幀數(shù)據(jù)，第二個(gè)模塊收到這幀數(shù)據(jù)并送至另一個(gè)CPU的內(nèi)部

7、存儲(chǔ)器。1.2系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)在本系統(tǒng)中，采用AT89C51單片機(jī)，AT89C51與PC機(jī)串行通信，設(shè)置SJA1000工作于Intel模式，由PC機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入SJA1000并通過(guò)CAN收發(fā)器發(fā)送。接收數(shù)據(jù)是通過(guò)中斷進(jìn)行的，CAN總線傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)CAN接口芯片PCA82C250接收并寫(xiě)入SJA1000的RXFIFO，然后通過(guò)中斷提請(qǐng)CPU讀取，讀取的數(shù)據(jù)上傳送給PC機(jī)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。82c250收發(fā)器6N137發(fā)送隔離6N137發(fā)送隔離SJA1000CAN總線控制器AT89C51單片機(jī)MAX232圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

8、40武漢理工大學(xué)課程論文第1章硬件設(shè)計(jì)1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1.1單片機(jī)AT89C51ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)采用高性能的靜態(tài)80C51設(shè)計(jì)，并采用先進(jìn)工藝制造，還帶有非易失性Flas