基于单片机的can 总线节点设计文献综述

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1、文献综述题目基于单片机的CAN总线节点设计学生姓名专业班级学号院（系）电气信息工程学院指导教师完成时间2011年1月12日综述题目：基于单片机的CAN总线节点设计专业班级：姓名：学号：基于单片机的CAN总线节点设计文献综述摘要CAN总线因其卓越的性能，应用不再局限于汽车工业，已被广泛应用到自动控制、楼宇自动化、医学设备等各个领域。本文重点对CAN总线节点设计研究意义和发展趋势的介绍。关键词CAN总线节点意义趋势前言在工业控制系统中，CAN总线在完成现场的智能仪器仪表、控制器、执行器等底层设备间的数据通信方面正发挥着巨大的作用。在以往国内测控领域由于技术的限制，没有更好的选择，大都采用BIT

2、BUS和RS．485作为通信桥梁，存在许多不足，CAN总线产品由于结构简单、应用灵活方便、可靠性强、价格低廉等优点，越来越受到工业界青睐，其影响的领域越来越广泛。被公认为几种最有前途的现场总线之一。1、课题背景1.1研究目的本课题在深入研究CAN现场总线协议后，设计出符合CAN总线协议的现场数据采集节点，使节点能够接收和处理现场信号并能将处理好的信号发送到CAN总线上，同时接收CAN总线上其它节点发送的数据，能够接收和发送带有RS．485通信接口的现场设备信息。1.2研究意义CAN总线作为工业中使用最广泛的现场总线之一，自诞生以来，以其独特的设计思想、优良的性能和极高的可靠性越来越受到工业

3、界的青睐。CAN总线国际标准的制定更加推动了它的发展和应用，基于CAN总线的工业应用系统也大量涌现。其主要应用领域包括大型仪器设备、传感器技术及数据采集系统和工业现场监控系统等。目前，支持CAN总线协议的有Philips、Siemens、Honeywell等百余家国际著名大公司。CAN总线应用研究还在不断深入，其应用范围必将不断扩大，发展前景十分广阔。本文设计的节点是基于上述意义基础上实现CAN总线通信。1.3CAN总线简述CAN是控制网络(ControlAreaNetwork)的简称，最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。其信号传输介质为双绞线，通信速率

4、最高可达1Mbps／40m，直接传输距离最远可达10km／5Kbps，可挂接设备最多可达110个。CAN的信号传输采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，因而传输时间短，受干扰的概率低。当节点严重错误时，具有自动关闭的功能以切断该节点与总线的联系，使总线上的其他节点及其通信不受影响，具有较强的抗干扰能力。CAN支持多种方式工作，网络上任何节点均可在任意时刻主动向其他节点发送信息，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。目前，CAN总线协议已被国际标准化组织认证，技术比较成熟，控制的芯片已经商品化，性价比高，特别适用与分布式测控系统之间的数据通信。现在，CAN已经形成国际标准并已

5、经被公认为几种最有前途的现场总线之一。2、相关领域的研究进展和主要应用成果及发展趋势2.1相关领域的研究进展尽管CAN协议已经有20年的历史，但它仍处在改进之中。从2000年开始，一个由数家公司组成的国际标准化组织ISO(IntemationalOrganizationforStandardization)任务组织定义了一种时间触发CAN报文传输的协议，BerndMueller、Bosch公司人员和半导体工业专家、学术研究专家将此协议定义为时间触发通讯的CAN“TrCAN’’。这个CAN的扩展已在硅片上实现，不仅可实现闭环控制下支持报文的时间触发传输，而且可以实现CAN的工业应用。因为CA

6、N协议并未改变，所以，在同一个物理层上，既可以实现传输时间触发的报文，也可以实现传输事件触发的报文。T'I'CAN将为CAN延长5～10年的生命期。现在CAN在全球市场上仍然处于起始点，当得到重视时，谁也无法预料CAN总线系统在下一个10～15年内的发展趋势。2.2CAN总线的主要应用成果2.2.1CAN在传感器技术和数据采集系统中的应用测控系统中离不开传感器，由于各种传感器的工作原理不同，其最终输出的电量形式各不相同，为了便于系统连接，通常要将传感器的输出变换成标准电压(1—5v)或标准电流(4～20mA)。即便这样，在与计算机相连时，还必须增加一个A／D环节。若传感器以数字量形式输出，

7、则可方便地与计算机直接相连，从而省去中间变换环节，简化系统结构。将这种传感器与计算机相连的总线称为传感器总线。据了解，传感器制造商对CAN总线产生了极大的兴趣。MTS公司展示了其第一代带有CAN总线接口的数据磁致伸缩长度测量传感器。另外，一些厂商还提供带有CAN总线接口的数据采集系统。2.2.2CAN在工业控制中的应用目前，在工业控制系统中，CAN总线在完成现场的智能仪器仪表、控制器、执行器等底层设备间的数据通信方面正发