基于嵌入式系统的can总线与以太网互连的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着现在嵌入式技术和网络技术的发展，以及现代工业对控制要求的不断提高，现场总线与以太网的应用都越来越广，由现场总线构成的控制系统成为工业企业网中控制网络的典型模式。CAN总线作为“最有前途的现场总线"，开始只是用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通讯，不过由于其具备有高可靠性，高性能的优点，并且价格低廉，因此，正在被广泛的运用到各种各样的场合。但是它也有其使用的局限性，就是它很难上网，不太适合远距离的信息传递。而以太网相对于CAN总线，虽然在性能上不能像CAN总线那样适应恶劣的生产现场，但是它的技术已经发展的很

2、成熟，具有通信速率高、软硬件产品丰富和应用支持技术成熟的特点，并且可以利用网络进行远距离的通信，这个刚好可以和CAN总线相互补足。正是出于有这样的原因，对CAN总线与以太网互连的研究很有实际意义。LPC2294是一个32位ARM7TDMI．SCPU的微控制器，具有高性能和低功耗的特性，其结构是基于精简指令集计算机(RISC)原理而设计的，使用了流水线技术，处理和存储系统的所有部分都可连续工作。另外，它还具有丰富的外设接口资源，非常适合于通信网关、协议转换器以及其它各种类型的应用。肛C／OS．II是专为嵌入式应用设计的公开源代码的抢占式实时

3、操作系统，它内核小、可裁减，实时性与稳定性高，系统大部分代码采用C语言编写，便于移植，应用较为成熟。因此，适合小型控制系统，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点。本文以ARM7处理器LPC2294为核心，以嵌入式“C／OS．II操作系统为平台，在深入分析了CAN总线以及以太网的网络模型和数据组成结构以后，给出了一个CAN总线与以太网互连系统的总体框架，硬件电路设计，相应的驱动程序，∥C／os．II系统的移植和应用，以及软件实现的流程和程序，还有它们之间协议的相互转换，设计出了一套基于CAN总线和以太网的嵌入式系统。关

4、键词：CAN总线，以太网，嵌入式控制武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofembeddedtechnology,networktechnologyandconstantimprovementofmodemindustrialdemandforcontrolrequirements，theapplicationsoffieldbusandEthemetareincreasinglyextensive．Thecontrolsystemwhichisconsistedoffieldbusbecomesa

5、typicalmodelofcontrolnetworkinindustrialenterprisenetwork．Asthemostpromisingfieldbus，CANbusisonlyinitiallyusedfordatacommunicationsbetweenautomotiveinteriormeasurementandimplementalparts．However,becauseofitshighperformance，hi【ghreliabilityandlowprice，ithaswidelyusedonallk

6、indsofoccasions．ButitalsohasusinglimitationwhichisSOdifficulttogetontheIntemetandnotsuitableforlong·distancetransmission．ComparedtoCANbus，EthemetiSnotlikeCANbusinperformancewhichiswelladaptedtotheharshproductionscene，butithasthedevelopmentofmaturetechnology．Highrateincomm

7、unication，richsoftwareandhardware，applicationsupportofmaturetechnologyandlong-distancecommunicationbyutilizingnetworkareallitsadvantages．AllofthesecanjustcomplementwithCANbus．Forthisreason，ithasthepracticalsignificanceofstudyingintheCanbusinterconnectswithEthemet．LPC2294i

8、Sa32．bitARM7TDMI．SCPUmicrocontroller．Ithasthecharacteristicsofhighperformanceandlowpowerloss，its