现场总线研究

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1、微机原理与接口技术课程设计设计题目：现场总线的研究具体方向：基于CAN总线的温度与压力控制系统目录第1章现场总线系统设计概述11.1背景意义11.2现场总线系统设计要求与目的1第2章硬件设计22.1设计方案与原理22.2硬件设计及描述3第3章软件分析设计103.1流程图103.2部分程序11第4章课程设计总结13第5章致谢1315微机原理与接口技术课程设计计算机科学与技术0801班蒋荣辉学号：310809090914参考文献14第1章现场总线系统设计概述1.1背景意义在实际生产、生活等各个领域中，温度、压力是环境因素的不可或缺的一部

2、分，对温度及时精确的控制和检测显得尤为重要。在工业中，料桶里外上限温度要求不一，以及热处理中工件各个部位的温度对工件形成后的性能至关重要等等。现代电子工业的飞速发展对自动测试的要求越来越高。15微机原理与接口技术课程设计计算机科学与技术0801班蒋荣辉学号：310809090914近年来，现场总线以其全开放、全分散、全数字化，集计算机、通信、控制技术于一体成为当今自动化技术发展的热点，在各种工业生产过程中得到越来越广泛的应用。它能对工业生产过程的各个参数进行测量、信号转换、控制和显示，把多个测量控制仪表或计算机作为网络节点，并通过双

3、绞线、通讯电缆等传输媒介进行信息的高速双向传输，构成一个全数字化、全开放、多点测试和可靠通信的智能化控制网络。CAN总线作为有效支持分布式控制的多主串行现场总线之一，以其检错能力强、通讯硬件接口简单、通讯介质选择灵活、可靠性高、实时性高、价格低等特点而备受现场设备互连的青睐，广泛应用于汽车自动化、楼宇自控、工业控制等领域。设计一种基于CAN总线温度、压力测控系统，可以对多点位温度和压力进行灵活的测控，具有很高的应用价值。1.2现场总线系统设计要求与目的1、生产现场与微机化测量控制设备之间多采用现场总线，当今有多种现场总线技术，例如C

4、AN总线等等。系统地对各个现场总线技术进行分析研究其功能、原理及其优缺点，并配合各自电路图加以举例和解释。2、本人做了基于CAN总线的温度与压力控制系统的设计，由此来对现场总线进行研究（整个系统由上位机和测控节点构成，上位机采用通用PC机或工控机IPC，各个测控节点与上位机间采用CAN总线相连。以SJA1000为CAN控制器，以PCA82C250为总线驱动器。）第2章硬件设计2.1设计方案与原理温度、压力测控系统由上位机和测控节点构成，如图2.1所示。上位机采用通用计算机（PC）或工业控制计算机（IPC），在ISA扩展槽使用一块CA

5、N总线通信适配卡，使上位机具有CAN总线通信功能。各个现场测控节点对工业现场的温度和压力等模拟量进行测量和控制。上位机通过CAN总线与测控节点相连。15微机原理与接口技术课程设计计算机科学与技术0801班蒋荣辉学号：310809090914PC机CAN接口适配卡节点模块1节点模块N节点模块2图2.1温度与压力系统结构原理图设计的系统对温度和压力的控制采用两种方式。一种使上位机通过对接收到的数据进行计算，得到一个精确的控制量，再传送给测控节点去执行；一种是在现场测控节点进行设置。采用简单的算法对温度和压力进行控制。通常情况下采用第一种

6、方式，这样可以利用上位机运算速度快的的优点，采用复杂的算法进行精确控制。在网络出现故障时，采用第二种方式，以使温度和压力不至于失控。智能测控节点的结构如图2.2所示，它由3部分组成：微控制器电路，传感器电路和现场监控电路。2.2硬件设计及描述2.2.1CAN总线控制器SJAl000介绍1．15微机原理与接口技术课程设计计算机科学与技术0801班蒋荣辉学号：310809090914PHILIPS公司的PCA82C200是符合CAN2.0A协议的总线控制器，SJAl000是其替代产品，它是应用于汽车和一般工业环境的独立CAN总线控制器，

7、具有完成CAN通信协议所要求的全部特性。经过简单总线连接的SJAl000可完成CAN总线的物理层和数据链路层的所有功能。其硬件与软件设计和PCA82C200的基本CAN模式（BasicCAN）兼容。同时，新增加的增强CAN模式（PeliCAN）还可支持CAN2.0B协议。SJAl000的主要特性如下：1）管脚及电气特性与独立CAN总线控制器PCA82C200兼容；2）扩展接收缓冲器（64字节FIFO）；3）支持CAN2.0B协议，同时支持ll位和29位标识符；4）位通讯速率最高可达lMbit/s；5）增强CAN模式（PeliCAN）

8、；2．SJAl000独立型CAN总线控制器由以下几部分构成：1）接口管理逻辑：它接收来自微处理器的命令，控制CAN寄存器的地址，并为微处理器提供中断和状态信息；2）发送缓冲器：13字节长，位于CPU位流处理器（BSP）之间，能存储一条