基于CANbus的智能输入输出模块的研究开发

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1、摘要摘要现场总线是一种开放式的通信网络，广泛应用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。CAN总线作为现场总线的一种，有着现场总线的各种优点，是一种有效支持分布式控制和智能终端的串行通信网络。CAN已经形成国际标准，并己被公认为几种最有前途的现场总线之一。本文在基于CAN总线技术的基础上用了51单片机、DSP、伺服控制、通信、设计开发了两款智能I／O模块。模块中采网络、

2、嵌入式系统和硬件电路设计等多领域的众多先进技术，使系统拥有良好的控制、监测功能和可操作性，并具有较高的性价比。此智能模块已成功应用于凯奇公司的数控系统中，取得了很好的效果。本文主要内容如下：(1)介绍了现场总线的概念、技术特点和几种主要的现场总线，并着重阐述了CAN总线的发展历史和技术优势。(2)研讨了CAN总线的技术规范，并在此基础上，制定了CAN应用层协议。此协议根据数控系统的需求而专门设计，具有较强的针对性、适用性，并有较大设计冗余，便于后续的功能扩展。(3)设计了基于CAN总线系统的智能I／O模块(数字伺服控制器和智能操作站)，研究了CAN应用

3、层协议在各智能模块中的具体应用，提出了智能操作站嵌入式软件的相关设计。上位机与各智能从站间采用全数字式的通信，可控性好，智能程度高，功能强大，为实现数控系统的数字化控制提出了切实可行的解决方案。本论文相关的研究成果已在中国国际机床展览会(Cmrr2005)上展出。关键词CAN总线：数字伺服；DSP；单片机靶束工韭丈学工学颈士学位论文AbstractFieldbusisasortofopencorrespondingnet．Ithavebeenappliedinmanyfields，suchascoul'鬻automation,manufactureau

4、tomation,floorautomationandSOon,ascorrespondingnettoconne娃fieldintelligentequipment．Asintegrativetechnology,fieldbusintegratesmanytechnologiessuchasintelligentsensor,conlrol，computer,digitalcommunicationandSO011．Ithavebeenattendedbytheworld,havebeenthehotspotofthedevelopmentofth

5、eauto-technology,andwillmaketheautomazitationrevolution．Asfieldbus,CANbushaseverymeritfieldbusholding．Itisakindofserialcommunicationnet,caIleffectivelysupportdistributedconlrolandintelligentequipment．Andithasuniformedinternationalstandard,beenviewedasoneofthebestfieldbus．Thispap

6、erdesignedtwokindofintelligentI／OmodulebasingOilCANbus，usingmanyadvancedtechnologiessuchas5IMCU，DSP,servocorltrOl，commurtication,net,embedsystem．So，thecapat《lityofthesystemisverygood．TheseintelligentmoduleshavebeenappliedtrinmphanflytothenewCNCsystemofCatchCo．Themostlycontentoft

7、hispaperisjastasthefollowing：(1)Introducedtheconceptoffieldbus，technicalpoint,madseveralpopularfieldbus．SpeciallystressedthedevelopmentalhistoryandthetechnicaladvantageofCANbus．(2)EnterintotechnicalcriterionofCANbus．AnddesigntheapplicationlayerprotocolofCANaccordingtotherequirem

8、entofCNCsystem．．Itisspeciallydesignedfortherequ