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  本文關(guān)鍵詞：VxWorks下VDR系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《武漢理工大學(xué)》 2006年

以太網(wǎng)與CAN總線通訊接口技術(shù)研究

朱濤  

【摘要】：控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)是一種能有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò),具有高性能和高可靠性的特點(diǎn),現(xiàn)已經(jīng)形成國際標(biāo)準(zhǔn)。但CAN總線也具有其局限性,那就是難以接入因特網(wǎng)。如果能夠把現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)連接,那么這些問題都將得以解決,同時(shí),由于以太網(wǎng)能夠方便的接入因特網(wǎng),控制信息也將可以方便快速地傳送到世界上任何一個(gè)地方。 本文在對(duì)以太網(wǎng)及CAN總線通訊協(xié)議進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,對(duì)以太網(wǎng)與CAN總線接口技術(shù)進(jìn)行研究,以LPC2292 ARM7為核心處理器,以ADS1.2為軟件開發(fā)、編寫工具,選用uCOS—Ⅱ?yàn)榍度胧讲僮飨到y(tǒng),以LWIP作為TCP/IP協(xié)議棧,成功實(shí)現(xiàn)了CAN總線協(xié)議與以太網(wǎng)協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)換,使CAN總線能夠方便的接入以太網(wǎng)。 本文中論述了CAN總線的基本原理與技術(shù)規(guī)范;設(shè)計(jì)了以微控制器AT89S52為核心的CAN總線智能節(jié)點(diǎn);同時(shí)探討了以ARM處理器LPC2292為核心的CAN—Ethernet網(wǎng)關(guān)的總體結(jié)構(gòu)、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)平臺(tái)建立、應(yīng)用程序開發(fā)等。探討了嵌入式操作系統(tǒng)uCOS—Ⅱ的移植、應(yīng)用,并編寫了CAN控制器、以太網(wǎng)控制器等相關(guān)硬件的驅(qū)動(dòng)程序;在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上移植了LWIP(輕型TCP/IP協(xié)議棧);最終實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)協(xié)議與CAN總線協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TP273.5
【目錄】：

中文摘要3-4

ABSTRACT4-5

目錄5-7

第1章 緒論7-15

1.1 課題研究的意義7

1.2 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介7-15

1.2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)的產(chǎn)生背景9-10

1.2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)10-11

1.2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)存在的問題及其解決辦法11-15

第2章 控制器局域網(wǎng)(CAN)及其智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)15-32

2.1 CAN總線技術(shù)特點(diǎn)15-16

2.2 CAN總線技術(shù)規(guī)范16-27

2.2.1 CAN總線的電氣特性16-17

2.2.2 CAN總線的分層結(jié)構(gòu)17-21

2.2.2.1 數(shù)據(jù)鏈路層18-20

2.2.2.2 物理層20-21

2.2.3 CAN總線報(bào)文傳送及其幀結(jié)構(gòu)21-26

2.2.4 CAN總線的通信原理26-27

2.3 CAN總線智能節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)27-32

2.3.1 CAN通信控制器SJA1000功能簡(jiǎn)介28-29

2.3.2 CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì)29-32

第3章 通訊網(wǎng)關(guān)硬件的開發(fā)、設(shè)計(jì)32-40

3.1 ARM嵌入式處理器LPC2292的特點(diǎn)32-33

3.2 ETHERNET—CAN通訊網(wǎng)關(guān)的硬件系統(tǒng)構(gòu)成33-38

3.2.1 電源電路33-34

3.2.2 復(fù)位電路34-35

3.2.3 串口電路35

3.2.4 擴(kuò)展存儲(chǔ)器接口電路35-36

3.2.5 CAN接口電路36-37

3.2.6 以太網(wǎng)接口電路37-38

3.3 硬件系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)38-40

第4章 CAN-ETHERNET通訊網(wǎng)關(guān)開發(fā)平臺(tái)的建立40-58

4.1 硬件平臺(tái)40

4.2 軟件平臺(tái)40-58

4.2.1 操作系統(tǒng)的移植41-51

4.2.1.1 Arm態(tài)下處理器操作模式42-43

4.2.1.2 ARM的堆棧43-44

4.2.1.3 uCOS移置的相關(guān)問題44-51

4.2.2 TCP／IP協(xié)議棧的移植51-58

第5章 系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)58-87

5.1 CAN節(jié)點(diǎn)軟件的開發(fā)58-66

5.1.1 溫度的采集、處理58-61

5.1.1.1 DS1820的操作命令及時(shí)序58-60

5.1.1.2 溫度采集的實(shí)現(xiàn)60-61

5.1.2 CAN接口通訊功能的實(shí)現(xiàn)61-66

5.1.2.1 初始化62-64

5.1.2.2 發(fā)送數(shù)據(jù)64-65

5.1.2.3 接收數(shù)據(jù)65-66

5.2 通訊網(wǎng)關(guān)的軟件實(shí)現(xiàn)66-87

5.2.1 嵌入式Webserver的建立67-69

5.2.2 CAN總線協(xié)議的實(shí)現(xiàn)69-82

5.2.2.1 CAN控制器初始化69-71

5.2.2.2 數(shù)據(jù)發(fā)送71-74

5.2.2.3 數(shù)據(jù)接收74-77

5.2.2.4 CAN中斷處理77-80

5.2.2.5 錯(cuò)誤處理80-82

5.2.3 CAN與以太網(wǎng)協(xié)議的轉(zhuǎn)換82-87

第6章 總結(jié)與展望87-88

參考文獻(xiàn)88-90

致謝90-91

附錄1 CAN-ETHERNET網(wǎng)關(guān)硬件電路91-92

附錄2 讀研期間本文作者所發(fā)表的論文92

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