带can总线的智能温度测量仪表的研制——基于can总线的通信系统的研究new

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1、中国科学技术大学硕士学位论文带CAN总线的智能温度测量仪表的研制——基于CAN总线的通信系统的研究姓名：夏善存申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：罗玉平;曾克良20031101带CAN总线的}V能温度测量仪表的研制‘摘要CAN是一一种有效支持分仰式控制和实时控制的串行通信网络。本文介绍利用带CAN控制器的高性能单片机80C592研制一台带CAN现场总线接口的新型智能温度测量仪表，详细说明了该台仪表的总体设计和各部分的结构原理，并对应用程序的设计进行了简要的介绍。关键词CAN总线80C592单片机仪表带CAN总线的智能温度测姑仪表的研制‘AbstractCA

2、NisaserialCommunicationnetworkthatcaneffectivesupportdistributedcontrolandreal-timecontr01．Thispaperintroducesanewkindofsmarttemperaturemeasurementinstrumentprovidedwithahigh-performance8-bitmicroprocessor80C592withCANcontroller．andthewholedesignofthisinstrumentandthestructureofpartsare

3、illuminatedindetail．Theapplicationprogramisalsointroducedinbrief．KeywordsCANbus80C592microprocessorinstrument．3。‘带CAN。总线的掣怕＆温度测楚仪表的研制l引言‘随着工业现场控制和生产自动化领域中技术的不断进步，传统的RS．232和CCITTv24通信标准已远远不能满足需要了。现场总线(FieldBus)技术由于其造价低廉又能满足工业现场环境下的通信要求而成为新型的通信方式。CAN(ControllerAreaNetwork)总线lF是现今流行的一种较为先进

4、的、性能出色的现场总线技术。CAN全称为“ControllerAreaNetwork”，即控制器局域冽．是国际上应用最』J。‘泛的现场总线之一。它是一种架构丌放、广播式的新一代网络通信胁议，称为控制器局域网现场总线。CAN网络原本是德国Bosch公司为欧洲汽车市场所开发的。CAN推出之初是用于汽车内部测量和执行部件之问的数据通信。例如汽车刹车防抱死系统、安全气囊等。对机动车辆总线和对现场总线的需求有许多相似之处，即能够以较低的成本、较高的实时处理能力在强电磁干扰环境下可靠地工作。因此CAN总线可广泛应用于离散控制领域中的过程监测和控制，特别是工业自动化的底层监控，以解

5、决控制与测试之间的可靠和实时数据交换。CAN总线有如下攮本特点：+低成本；+极高的总线利用率；+CAN协议最大的特点是废除了传统的站地址编码，代之以对数据通信数据块进行编码，可以多主方式工作：+CAN采用非破坏性仲裁技术，当两个节点同时向网络上传送数据时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据，有效避免了总线冲突；+CAN采用短帧结构，每‘帧的有效字节数为8个(CAN技术规范2．0A)，数据传输时f、日J短．受干扰的概率低，重新发送的时问短：；CAN的每帧数据都有CRC校验及其他枪错措施，保证了数据传输的高uT靠性．适Jf1：商干扰J

6、卟境中使用：+CAN节点在错误严重的情况r，具有自动关闭总线的助能，切断它与总线的联系，以使总线上其它操作：=1＼受影响：-。。嵫+CAN，tj．以点对点、一点对多点(成组)及令局广播集tfl厅式传送和接受数据：4CAN总线直接通讯距离最远町达10km／5Kbps，通讯速率塌高可达lMbps／40m：+采用4i归零码(NRz—Non．Return．to．Zero)编码／角}码方式，并采用位填充(插．4．带CAN总线的智能湍腰测越仪表的圳制入)技术。详细的CAN协议町参见CAN技术规范2．Oa和2．Ob以及CAN国际标准ISOll898。CAN采用了的3层模型：物理层、

7、数据链路层和应用层。CAN支持的拓扑结构为总线，唑。传输介质为双绞线、同轴电缆和光纤等。采用双绞线通信时，速率为1Mbps／40m．50Kbps／10km，节点数可达110个。CAN的通信介质访问为带有优先级的CS．MA／CA。采用多丰竞争方式结构：网络上任意节点均可以在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息，而不分丰从，即当发现总线空闲时，各个节点都有权使用网络。在发生冲突时，采用非破坏性总线优先仲裁技术：当几个节点同时向网络发送消息时，运用逐位仲裁原则，借助帧中丌始部分的表示符，优先级低的节点主动停止发送数据，而优先级高的节点可不受影响的继续发送