基于CAN总线的主从机通信系统设计课程论文

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1、武汉理工大学课程论文《现场总线技术》课程论文论文题目：基于CAN总线主从机通信系统设计武汉理工大学课程论文摘要现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。CAN(ControllerAreaNetwork)属于现场总线的范畴，是一种多主方式的串行通讯总线，数据通信实时性强。与其它现场总线比较而言，CAN总线具有通信速率高、容易实现、可靠性高、性价比高等诸多特点。本系统要在单片机中实现CAN总线的接口，通过CAN总线，实现两个

2、模块之间的数据通讯。系统主要由四部分所构成：PC机、微控制器80C51、独立CAN通信控制器SJA1000和CAN总线收发器PCA82C250。微处理器80C51负责SJA1000的初始化，通过控制SJA1000实现数据的发送和接收等通信任务。CAN总线节点的软件设计主要包括三大部分：CAN节点初始化、报文发送和报文接收。本系统通过扩展CAN总线控制器SJA1000，在单片机系统中实现了CAN总线的接口，并且编写了SJA1000的驱动程序，通过读写其的内部寄存器，完成工作方式的设置、接收滤波方式的设置、接收屏蔽寄存器（AMR）和接收代码

3、寄存器（ACR）的设置、波特率参数设置和中断允许寄存器（IER）的设置等基本操作；利用各基本操作，完成了对SJA1000的初始化，并且实现了数据发送和接收。关键词：CAN总线；SJA1000；89C51；PCA82C250。II武汉理工大学课程论文目录第1章绪论1第2章课程设计的方案22.1概述22.2系统组成总体结构2第3章硬件设计33.1单片机最小系统设计33.1.1单片机AT89C5133.1.2时钟电路43.1.3复位电路设计43.1.4电源电路设计43.2CAN总线电路设计53.2.1控制器SJA100053.2.2驱动器及接

4、口电路MAX23263.2.3发送隔离6N13763.2.4收发器PCA82C25073.3硬件原理图9第4章软件设计104.1主程序104.2初始化子程序104.3报文发送子程序124.4报文接收子程序12第5章系统实验数据及分析14第6章设计总结15附录程序清单16参考文献22II武汉理工大学课程论文第1章绪论CAN即控制器局域网络,控制器局部网（CAN－CONTROLLERAREANETWORK）是BOSCH公司领先推出的一种多主机局部网，由于其高性能、高可靠性、实时性等优点现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪

5、器以及建筑、环境控制等众多部门。控制器局部网将在我国迅速普及推广。由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致要求各种应用领域通信报文的标准化。为此，1991年9月PHILIPSSEMICONDUCTORS制订并发布了CAN技术规范（VERSION2.0）。该技术规范包括A和B两部分。2.0A给出了曾在CAN技术规范版本1.2中定义的CAN报文格式，能提供11位地址；而2.0B给出了标准的和扩展的两种报文格式，提供29位地址。此后，1993年11月ISO正式颁布了道路交通运载工具--数字信息交换--高速通信控制器局部网（CAN）国际标准

6、（ISO11898），为控制器局部网标准化、规范化推广铺平了道路。40武汉理工大学课程论文课程设计的方案1.1概述本次设计主要是综合应用所学知识，设计基于CAN总线的主从机通信系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和应用“工业控制网络”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步了解CAN总线协议规范。系统介绍:扩展CAN总线控制器，在单片机系统中实现CAN总线的接口，并编写接口芯片的驱动程序。通过CAN总线，实现两个模块之间的数据通讯，CPU控制第一个模块发送1帧数据，第二个模块收到这帧数据并送至另一个CPU的内部

7、存储器。1.2系统组成总体结构在本系统中，采用AT89C51单片机，AT89C51与PC机串行通信，设置SJA1000工作于Intel模式，由PC机发送的数据写入SJA1000并通过CAN收发器发送。接收数据是通过中断进行的，CAN总线传输过来的数据经CAN接口芯片PCA82C250接收并写入SJA1000的RXFIFO，然后通过中断提请CPU读取，读取的数据上传送给PC机。系统结构框图如图2.1所示。82c250收发器6N137发送隔离6N137发送隔离SJA1000CAN总线控制器AT89C51单片机MAX232图2.1系统结构框图

8、40武汉理工大学课程论文第1章硬件设计1.1单片机最小系统设计1.1.1单片机AT89C51ATMEL公司生产的AT89C51单片机采用高性能的静态80C51设计，并采用先进工艺制造，还带有非易失性Flas