现场总线技术课程设计

《现场总线技术课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、现场总线技术课程设计河南机电高等专科学校《现场总线技术综合实训》课程报告专业班级：计算机控制技术102班姓名：张东丹学号：101413236成绩：指导老师：张士磊2012年12月29日12现场总线技术课程设计目录一、引言2二、CAN总线简介22.1CAN总线的特点22.2CAN总线通信系统拓扑结构32.3单片机最小系统4三、CAN控制器SJA100063.1CAN控制器的作用63.2.SJA1000简介6四、节点的硬件介绍104.1节点结构框图104.2CAN总线接口控制电路设计10五、结束语1

2、212现场总线技术课程设计一、引言本次设计介绍一种基于CAN总线控制器SJA1000的总线节点模块，包括SJA1000的部分重要寄存器的功能介绍，以及软件编程的实现。随着CAN总线技术的发展，CAN总线系统在工业控制领域扮演着非常重要的角色。CAN节点是构成CAN总线系统基本单元，因此，掌握CAN节点的设计十分重要。特点：1.可实现任意单片模块的互相通信，由于SJA1000兼容5V和3.3V的逻辑电平，且供电电压也为3.3V~5.6V，因而可以使基于逻辑供电5V和3.3V的系统能够很容易的挂在C

3、AN总线网络上，解决模块之间的电平不兼容问题。2.总线控制器宇驱动器之间利用6N137高速光耦隔离技术，使得网络上的各个模块与总线本身完全隔离，保证了总线的安全性，也保证了各模块之间的独立性。当总线网络中含有大负载驱动时这点表现的尤为重要。二、CAN总线简介2.1CAN总线的特点CAN(ControllerAreaNetwork局域控制网)总线由Bosch、Benz研究试验，于1986年2月正式提出，至1993年11月BoschCAN2.0成为国际标准(ISO11898)。2000年CAN总线芯

4、片年度销售超过1亿片，欧产轿车都至少装配一条CAN总线网络。目前CAN总线的应用已从汽车、火车、轮船迅速扩展到机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械、家用电器及传感器等领域。其被公认为是最有前途的现场总线之一。由于采用了许多新技术及独特的设计，CAN总线与一般的通讯总线相比，它的数据通讯具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其特点可概括如下：lCAN是到目前为止唯一有国际标准的现场总线。lCAN为多主方式工作，网络上任一节点均可在任一时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从。

5、l在报文标识符上，CAN上的节点分成不同的优先级，可满足不同的12现场总线技术课程设计实时需要，优先级高的数据最多可在134μs内得到传输。lCAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息发生冲突时，优先级较低的节点会主动的退出发送，而最高优先级的节点可不受影响的继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪的情况（以太网则可能）。lCAN节点只需要通过对报文的标识符滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据。lCA

6、N的直接通信距离最远可达10km（速率5kbps以下）；通信速率最高可达1Mbps（此时通信距离最长为40m）。lCAN上的节点数取决于总线驱动电路，目前可达110个。在标准帧报文标识符有11位，而在扩展帧的报文标识符（29位）的个数几乎不受限制。l报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，保证了数据出错率极低。lCAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，具有极好的检错效果。lCAN通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。lCAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上

7、其他节点的操作不受影响。2.2CAN总线通信系统拓扑结构CAN在物理结构上属于总线式通信网络。系统的组成如下图：12现场总线技术课程设计图1、CAN总线系统结构图该系统由上位监控PC机、智能节点和现场设备三部分组成。上位监控PC机主要负责对系统数据的接受与管理、控制命令的发送以及各控制单元动态参数和设备状态的实时显示；智能节点可以使现场设备方便地连接到CAN总线上，主要负责对现场的环境参数和设备状态进行监测，对采集来的数据进行打包处理并将处理古的数字信号通过CAN通信控制器SJA1000发送到C

8、AN总线。智能节点的设计和选择，对通信信号的传输发送有很的影响，系统中的数据传送和接收，都是通过CAN总线接口实现。CAN总线接口电路的设计，对CAN总线很是重要。本文正是基于此，对CAN总线接口电路进行设计分析，给出一种设计方案。目前广泛流行的CAN总线器件有两大类：一类是独立的CAN控制器，如82C200、SJA1000及Intel82526/82527等，另一类是带有在片CAN的微控制器，如P8XC582及16位微控制器87C196CA/CB等。本课题选取PHILIPS公司的SJA1000