canopen网络的实现及实时性研究

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1、AThesisSubmittedtoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringTheRealizationandResearchonReal-timeofCANopenNetworkCandidate:TianShaoyuMajor:ControlEngineeringSupervisor:Prof.DengZhonghuaHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuh

2、an430074,P.R.ChinaMay,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许

3、论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月华中科技大学硕士学位论文摘要在工业控制中，如自动套色系统，通常面临多节点、大量数据、实时、可靠的通信需求，而传统的串口通信很难满足这样的要求。CAN总线因其高性能及独特的设计而受到广泛重视。CANopen协议则是应用较为广泛的一种

4、CAL协议，它的开放性和高性能的特点能满足工控系统的开放互用以及实时可靠的要求。本文实现了基于DSP的CANopen从站的自主研发，包括硬件设计及协议栈的软件开发，并以周立功公司的USBCAN-E-P为主站构建了CANopen网络进行测试。在本文中，首先综述了CAN及CANopen目前的应用及研究情况，介绍了课题的背景和意义。其次，介绍并分析CAN总线及CANopen协议，描述网络模型及网络结构，设计CANopen网络的硬件平台。另外，着重从CANopen协议的开发来详述软件设计思想，开发流程，软件模块、各

5、个通信功能的具体实现以及DSP的配置、中断处理和具体的信息发送和接收设计。对所构建的CANopen网络给出了最终的通信测试及功能验证结果，表明软件实现了设计需求，能够完成CANopen通信，并具备一定的可靠性及实时性。最后，从工控网络多节点、高实时性的要求出发，分析了CAN网络的缺陷，研究了时分信息调度和优先级晋升信息调度，给出了上述策略在应用中的改进及算法实现。关键词：CANopen通讯数字信号处理器USBCAN-E-P实时性信息调度I华中科技大学硕士学位论文AbstractManyindustrialc

6、ontrolsystems,suchasautomaticcolorregistersystem,usuallyfacethecommunicationrequirementsofmultiplenodes,alargeamountofdata,real-timeandreliability.However,thetraditionalserialcommunicationisdifficulttomeettheserequirements.TheCANbushasbeenwidelyappreciated

7、becauseofitshighperformanceanduniquedesign.TheCANopenprotocolisakindofCALprotocolwhichiswidelyused,itsfeaturesofopennessandhigh-performancemakeitcanmeettherequirementsofopenness,interoperability,real-timeandreliabilityinindustrialcontrolsystems.Theindepend

8、entdevelopmentofCANopenslavebasedonDSPwererealizedinthispaper,includinghardwaredesignandsoftwaredevelopment,andtheCANopennetworkwasbuiltbetweenthisslaveandthemasterbasedonUSBCAN-E-Pfortesting.Firstly,theresea