CAN总线分布式系统控制单元的设计

� � ! ∀ # ∃ � , % � & ∋� ( & ) ∗+,−% 安 徽 工 业 大学 学 报 ., � / 0 1 23 4 5 1 46 & )7 4∋8 � / 9 & &21 � �群 第 ∀# 卷 第 % 期 ∀:: % 年 #: 月 文章编号 ; # < = #一= > = ∀ +∀ : : % −+〕% 一: ? ? ∀ 一 : ? ≅0 ∃ 总线分布式系统控制单元的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 徐 梅 +淮南联合大学 机电 系 , 安徽 淮南 ∀? ∀: :# − 摘要 ;分析了双 ≅Α5 设计技术在 ≅0 ∃ 总线分布式系统控制单元中的软硬件设计方法 , 该设计可以显著缩短设计周期 , 提高系 统的可靠性。 关键词 ; ≅0 ∃ 总线 Β Χ.0 # ::: Β 双 ≅ Α5 中 图分类号 ; 9Α ?: ? ! # 文献标识码 ; Δ Ε & 74Φ1 � / & � 1 ∋) � 一 & & � / Γ 47 ∋) 4(3 ∋& Γ 787∋& Η ( Ι 7 & Γ � 1 ≅0 ∃ (3 7 , 5 ϑ & 4 +ϑ& &2Ι 1 4&Ι Κ Λ & & ∋) 4& Ι Λ 1 Φ 41 & & )4 1 Φ Ε & ΜΙ)∋ Η & 1 ∋ � / Ν 3 Ι 41 Ι1 51 4∋& Γ 5 1 46 & ) 7 4∋8 , Ν 3 Ι 41 Ι 1 ∀ ? ∀ : : # , ≅2 41 Ι − 0 ( 7∋ ) Ι &∋ ; 0 Η & ∋2� Γ �/ Γ � 3 ( & ≅Α5 Γ & 7 4Φ 1 & Γ ∋& & 21 4Ο 3 & #Π 41 ∋)� Γ 3 & & Γ ! Θ∋ #Π Ι1 Ι 8Ρ & Γ � 1 ∋2& ( Ι 7 47 � / 7�/∋ Σ Ι) & Ι 1 Γ 2Ι) Γ Σ Ι) & � Μ & )Ι ∋& Γ � 1 ∋2 & Η & ∋2� Γ ! Θ∋ #Π Ι 72� )∋ & 3 ∋ ∋� Γ & 7 4Φ 1 ∋2 & ΤΕ Ε 787 ∋&Η Σ 4∋2 24Φ2一&//4 & 4& 1 &8 Ι1 Γ 24Φ2 一) & 4Ι( 4 4∋8 ! Υ &8 Σ � ) Γ7 ; ≅0 ∃ ( 3 7 ΒΧ.0 #: : : Β Γ � 3 ( & ≅Α5 ≅0 ∃+≅�1 ∋) � & ; 0 )& Ι ∃&∋Σ �) ς− 总线是德国 Δ �7 Ω2 公司从 ∀: 世纪 >: 年代初为解决现代汽车中众多的控 制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议 , 是一种用于支持分布式实时控制的串行通 信网络 。 ≅ 0 ∃ 可实现无主 、从机之分的全分布式多机系统 ,可以用点对点 、一点对多点及全局广播几种方式 传送数据 ,直接通讯距离最远可达 #: ςΗ +传输速率为 Π ς(Α7 −, 通信速率最高可达 Θ ϑ帅 , +传输距离为 %: Η− , 总线上节点数可达 # #: 个 。 本系统是一个通用的基于 ≅0 ∃ 总线数据采集通信控制器 , 是现场总线控制系统 的一个分布于现场的子系统 , 能实现数据采集与闭环控制 ,加人高级算法后可实现智能控制 , 可减轻上位机 的运行负担 。 # 硬件电路设计 控制单元的任务就是对现场环境参数进行采集并从 ≅0∃ 总线上接收上位机的控制命令 , 主要包括采集 控制逻辑 、模拟信号处理 、开关量输人 Ξ 输出处理 、通信处理 、系统监测与保护 、实时时钟及电源等部分。 ≅0∃ 遵循 #Π : 的标准模型 ,分为数据链路层和物理层 。 在 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 上这两层通常由 ≅0 ∃ 控制器和收发器实现 。 当前 市面上有两种 ≅0 ∃ 总线器件可供选择 ; 一种是带有在芯片 ≅0∃ 功能的微控制器 , 如 Α> , ≅ΠΨ∀ , >= ≅Θ Ζ ≅0Ξ ≅Δ , ϑ≅< > ? = < , Α� Σ &)Α ≅Π ΠΠ 等 , 这种集成器件方便用户制作印制板 , 电路图也很紧凑 Β另外一种是 独立的 ≅0 ∃ 控制器 , 如 Χ.0 : : : , Π ∀ Π ∀ < , ϑ≅Α∀ Π Ρ � +具有 ΧΑΘ接 口 ,方便 ϑ≅5 连接−等 , 其潜在优势是系统开 发人员可根据需要从众多种类的单片机中选择最理想的系统设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 这时 , 节点微控制器选用单片机 >: ≅ ΘΖ Υ ≅ , ≅0 ∃ 接 口由独立控制器 Χ. 0# ::: 和控制器接 口芯片 >∀ ≅∀ Π: 组成 。 为提高装置的可靠性和通用 .性 , 控制单元采用双 Ω Α5 方式设计 , ≅Α5Θ 主要负责 0用 采样 、数据计算及人机接口 , ≅Α5 ∗完成串口通信功 能 , ∀ 台 ≅Α5 通过双 口 [ 0 ϑ 交互 , 双 口 [ 0 ϑ 采用美国 ΘΕ 9 公司生产的 ΘΕ 竹 # ?∀ ,如图 # 。 Χ. 0 #: : : 在软件和引脚方面都是与它的前款 Α≅0 >∀ ≅∗�� 独立控制器兼容的 , 并增加了许多新功能 ;标准 收稿 日期 ; ∀: :% 一:∀ 一 #< 作者简介 ;徐梅 +# Ψ=∀ 一 − , 女 , 安徽淮南人 , 淮南联合大学机电系讲 师 , 合肥工 业大学电 气与 自动化工程学院硕士研究生 。 第 % 期 徐 梅 ;Ω 0 ∃ 总线分布式系统控制单元的设计 ? ? ? ≅0 ∃ 总线 /////////////// ΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑ 微微微微 ΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘ 双双双 神神神神微微微微微微 口口口 制制制制制制制制制 控控控控控控 [[[[[ 器器器器器器器 ≅0 ∃∃∃∃∃∃∃制制制制制制 00000 ∀∀∀∀∀ ≅ 0洲洲洲 · 驱 动动动动动 器器器器器器 ϑϑϑϑϑϑϑϑϑ 控 制制制制制制制制制 器器器器ΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘΘ 器器器 光电隔离离离离离离 〔按键 、 液晶显示等 − 图 , 控制单元结构框图 帧数据结构和扩展帧数据结构 , 并且这两种帧格式都 具有单 Ξ 双接收过滤器 Β <% 字节的接收 ΤΘΤ ∴Β 可读写 访问的写错计数器和写错限制报警以及只听方式等 。 Χ.0 Θ: : : 有两种工作模式 ; Δ Ι 7 4Ω ≅0 ∃ 模式和 Α& 4≅0∃ 模式 , 其中 Α& 4 ≅0 ∃模式全面支持≅ 0∃ ∗ ! �Δ 协议 。 Χ. 0 Θ: : : 作为微控制器的片外扩展芯片 , 其片选引脚 ≅Χ 接在微控制器的地址译码器上 , 从而决定 了 ≅0 ∃ 控制器各寄存器的地址 。 Χ. 0 #: : : 通过 ≅ 0 ∃ 控制器接 口芯片 > ∀≅∀ Π : 连接在物理总线上 。 >∀ ≅∀Π: 器件提供 对总线的差动发送能力和对 ≅0∃ 控制器的差动接收 能力 , 完全和 ”#Π : # # > Ψ > ” 标准兼容 。 其引脚 > 允许选 择三种不同的工作方式 ;高速 、斜率控制和待机 。 在低 速和总线长度较短时 ,一般采用斜率控制方式 , 限制上 升和下降斜率 , 降低射频干扰 ,斜率可通过由引脚 > 至 地连接的电阻进行控制 。 斜率正比于引脚 > 上的电流 输出。 为进一步提高系统抗干扰能力 , 在 ≅0 ∃ 控制器 Χ. 0 #: : : 和 ≅0 ∃ 控制器接 口 > ∀ ≅∀ Π :之间加接 < ∃ #? = 光电隔离芯片 , 这时应采用 Ε ≅一Ε ≅ 变换器隔离电源 分别供电 。通信信号传输到导线的端点时会发生反射 , 反射信号会干扰正常信号的传输 , 因而总线两端接有 终端匹配电阻 [ , [ ∗ , 以消除反射信号 , 其阻值应等于 传输导线的特性阻抗 。 ∀ 软件设计 ≅0 ∃ 总线节点要有效 、实时地完成通信任务 , 软件 的设计是关键 , 也是难点 。 它主要包括节点初始化程 序 、报文发送程序 、报文接收程序 以及 ≅0 ∃ 总线出错 处理程序等 。 ≅0∃控制器芯片 7. 0 :: : 的内部寄存器 是作为微控制器的片外寄存器存在并使用的。 微控制 禁禁 Ρ上Χ.0 ] : : : 的中断断 设设置 7. 0 #: : : 的复位模式式 酉酉己置时钟输出寄存器器酉酉己置接收码寄存器器配配置接收屏蔽码寄存器器配配置总线定时寄存器器酉酉己置输出控制寄存器器 设设置 Χ. 0 Θ: :: 的运行模式式 开开放 7. 0 #::: 的中断断 图 ∗ ≅0∃ 初始化程序框图 器和Χ. 0Θ ::: 之间的状态 、 控制和命令的交换都是通过在复位模式或工作模式下对这些寄存器的读写来完 成的。 在初始化 ≅0 ∃ 内部寄存器时 , 必须使各节点的位速率一致 , 而且收 、发双方必须同步 。 报文的接收主 要有两种方式 ;中断和查询方式 。 为提高通信的实时性 , 文中采用中断接收方式 , 这样也可保证接收缓冲器 不会出现数据溢出现象 。 Χ. 0 #: :: 的 ΔΙ74 Ω ≅0∃ 工作模式与其前一款 Α≅0 >∀ ≅∗�� 独立控制器相兼容 , 而 Α& 4≅ 0∃ 工作模式支持≅0∃ 协议中的更多功能 , 它的程序设计也与之有所不同 。 ?? % 安 徽 工 业 大 学 学 报 ∀ : : % 年 +# −≅0 ∃ 初始化 它主要完成模式设置+Α比≅0 ∃ 模式 −、时钟输出寄存器设置 、接收码寄存器 0 ≅[ 设置 、 接收屏蔽码寄存器 0ϑ [ 设置 、总线定时器设置和输出控制寄存器设置 。 其 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图如图 ∀ 。 +∀− 数据发送程序 信息从 ≅0 ∃ 控制器发送到 ≅ 0∃ 总线是由 ≅0 ∃ 控制器 自动完成的 , 发送程序只需把 被发送的信息帧送到 ≅0 ∃ 的发送缓冲区 , 并启动发送命令即可 。 其流程图如图 ? 。 +?− 接收程序 信息从 Ω 0 ∃ 总线到 Ω 0 ∃ 接收缓冲区是由 ≅0 ∃ 控制器 自动完成的 −接收程序只需从接收 缓冲区读取要接收的信息即可 。 其流程图如图 % 。 关关中断断 把把数据写入 ≅0∃ 发送缓冲区区 启启动发送命令令 开开中断断 关关中断断 从从 ≅0 ∃ 接收缓冲区读数据据 释释放接收缓冲区区 开开中断断 图 ? 发送 中断服务程序 图 % 接收中断服务程序 ? 结束语 Ω 0 ∃ 总线以其高性能 、高可靠性及其独特的设计越来越受到人们的重视 , 非常适合于工业过程监控设备 的互连 , 因此越来越受到工业界的重视并成为公认的最有前途的现场总线之一 。 本设计方案中使用了两个 ≅Α5 , 测控模块和通信模块各采用单独的微处理器 , 使其功能相对独立 , 任何一个子模块出错都不会影响另 一模块的正常运行 ,这样不但减轻了单个 ≅Α5 的负担 , 同时使得设计程序的可读性更强 。 通过运用 ≅0∃ 总 线技术 , 极大地提高了系统的可靠性 、实时性 , 该系统性能价格比高 , 通信速率高 , 安装维护简洁方便 , 在工 业测量和控制领域具有广阔的应用前景 。 参考文献 ; ⊥ _乌砖宽明 ≅0∃ 总线原理及应用系统设计⊥ϑ_ !北京 ;北京航空航天大学出版社 , #Ψ ΨΠ ! ⊥∀_ 吕杜鹃 , 程远楚 , 刘海英 ,等 !基于现场总线的发电机状态监测仪田 !工业仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 与自动化装置 , ∀: :∀ , +# −; Π = ⎯ <:! ∋?_ 周宝龙 , 岳继光 , 萧蕴诗 一基于 Ω 0 ∃ 控制器的对等式单片机多机系统的通信田 !电子技术应用 , ∀: :# , +∀ −; ∀ ?一∀Π ! ⊥%_ 陈杨 , 刘曙生 , 龙志强 !基于 ≅0 ∃ 总线的数据通信系统研究⊥1! 测控技术 , ∀: :: , +#: −; Π ?⎯ Π< ! ⊥Π# 陆前锋 , 刘波 , 陈明昭!基于 Χ. 0 #: :: 的 ≅0∃ 总线智能控制系统设计⊥._ ! 自动化技术与应用 , ∀ :: ? , + − ;< #一<Π !