基于CAN总线的分布式控制系统的研究与实现

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1、基于CAN总线的分布式控制系统的研究与实现摘要随着现代工业的飞速发展和生产规模的不断扩大对企业生产自动化和各种信息的集成要求越来越高分布式控制系统以它的高可靠性成为用户解决方案的首选近几年来以实时分布式系统为基础的现场总线技术也已成为自动化领域的热点之一本文针对分布式控制系统实时性的特点研究并实现了分布式控制系统的节点并完成了如下几个方面的工作1硬件实现上针对微控制器的I/O资源有限的问题充分利2用了总线读写时序和IC总线技术连接各种功能模块分析CAN的接口芯片的各种连接方式最后设计了基于CAN总线接口的分布式控制系统节点2软件实现上兼顾系统的效率和可维护性在节点

2、的微控制器的编程中使用汇编与C语言混和编程的方法既利用了汇编语言对底层直接操作的高效特点又利用了C语言在编程逻辑上便于理解的长处提高了节点的代码效率缩短了节点反应时间3算法上考虑到分布式控制系统各节点的实时性要求在分析了现有的节点间通信策略后选择了在节点端采用按固定时间片分配任务在总线处采用CAN固定优先级的报文传送整个网络具有全局同步时钟的数据传输协议有效的避免了系统各节点发送报文时的冲突问题4提出了基于CAN总线的全局时钟同步的方法并在此基础上设计各个节点的初始化和同步丢失后的处理进一步提高了网络的容错性通过这些工作构建出了一个基于CAN总线的分布式控制系统的

3、平台关键词CAN混和编程时钟同步分布式控制TheImplementationandResearchonDistributedControlSystemBasedonCANBusABSTRACTWiththerapidgrowthofmodernindustryandmanufacturescale,thedemandofintegrationofmanufactureautomationaswellasotherinformationisincreasing.Duetoitshighlydependability,distributedcontrolsystemh

4、asbecomethebestsolution.Especially,fieldbusbasedondistributedcontrolsystemhasbecomeahotspotinthefieldofautomation.Thisthesisismainlyaboutimplementationandresearchofthenodeindistributedsystemaimingatitsreal-timeperformance.Thispaperwillcoverthefollowingtask:1,HardwareImplementation:Tos

5、olvetheproblemofI/Oresourcelimit2ingeneralmicro-controller,amethodusingthebustimingandICserialbustosaveI/OresourcewasintroducedAnalysisofthedifferencebetweenthevariousconnectionsofCANinterfacechipwascarriedout,finallyanapplicationofdistributedcontrolsystembasedonCANbuscameintobeing.2,

6、SoftwareImplementation:Consideringtheefficiencyandmaintainabilityofthesystem,duringtheprogrammingofthemicro-controller,weusedmixed-languagetotakebothadvantagesofC51andassemblylanguage.Itcanimprovethenodeperformanceduringtherun-time.3Algorithmdesign:Torealizethereal-timedemandofeachnod

7、e,afteracomparisonwasconductedofdifferentschedulingpolicy,weselectanimplementationwithSCProcessor,FPcommunicationandaglobaltimebase.Itsolvedcommunicationcollisionproblem.4,ASynchronizingmethodwasbroughtforward.Furthermore,acompletedesignofeachnodeinitializationandre-synchronizingafter

8、lostt