隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,使的傳感器和執(zhí)行器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備空間位置上分散且與控制中心相距較遠(yuǎn)。這樣的情況下,分布式的、可配置的、具有通信功能的遠(yuǎn)程I/O模塊即為可行的解決方法,而且越來(lái)越受到歡迎。這種I/O模塊作為應(yīng)用接口,將其布置在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),靠近傳感器與執(zhí)行器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,就地進(jìn)行信號(hào)采集與控制。CANopen屬于現(xiàn)場(chǎng)水平級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,由于其彌補(bǔ)了CAN總線通信的局限性,定義了一系列強(qiáng)大的應(yīng)用層管理服務(wù),因此被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化分布式控制領(lǐng)域。然而國(guó)內(nèi)對(duì)CANopen的研究處于起步階段,需要對(duì)其進(jìn)一步的推廣。文章基于STM32F407ZE控制器開(kāi)發(fā)了開(kāi)關(guān)量和模擬量遠(yuǎn)程I/O模塊,這些模塊采用CANopen通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)I/O模塊的可配置和開(kāi)關(guān)量、模擬量傳輸控制。在Cadence環(huán)境下完成電路設(shè)計(jì)與PCB板繪制工作。軟件方面,移植了eCOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和思泰的CANopen協(xié)議棧,在eCOS中嵌入了CANopen內(nèi)核,并對(duì)主要任務(wù)進(jìn)行了封裝。在CANopen通信方面,實(shí)現(xiàn)了模擬量和開(kāi)關(guān)量模塊的對(duì)象字典定義,PDO通信、SDO通信、Heart心跳功能、NMT網(wǎng)絡(luò)管理等功能。另外,采用...

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)源與研究背景
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 研究背景
    1.2 可配置遠(yuǎn)程I/O模塊及其發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 可配置I/O模塊介紹
        1.2.2 可配置遠(yuǎn)程I/O模塊發(fā)展?fàn)顩r與研究意義
    1.3 CANopen總線發(fā)展及研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 總體方案及CANopen協(xié)議概述
    2.1 總體方案設(shè)計(jì)
        2.1.1 可配置模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.1.2 模塊波特率和地址分配
    2.2 CANopen通信協(xié)議概述
        2.2.1 CANopen工作原理
        2.2.2 CANopen對(duì)象字典
        2.2.3 CANopen通信對(duì)象
        2.2.4 CANopen預(yù)定義連接集
    2.3 DS401設(shè)備子協(xié)議介紹
    2.4 本章小結(jié)
第三章 可配置遠(yuǎn)程I/O模塊硬件設(shè)計(jì)
    3.1 模塊通用部分硬件電路設(shè)計(jì)
        3.1.1 ARM系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì)
        3.1.2 CAN接口電路設(shè)計(jì)
        3.1.3 電源電路
    3.2 標(biāo)準(zhǔn)模擬量模塊的硬件設(shè)計(jì)
        3.2.1 模擬量模塊總體設(shè)計(jì)
        3.2.2 模擬量輸入通道電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 模擬量輸出通道電路設(shè)計(jì)
        3.2.4 模擬電源電路
    3.3 開(kāi)關(guān)量通道模塊的硬件設(shè)計(jì)
        3.3.1 開(kāi)關(guān)量模塊總體設(shè)計(jì)
        3.3.2 開(kāi)關(guān)量輸入電路設(shè)計(jì)
        3.3.3 開(kāi)關(guān)量輸出電路設(shè)計(jì)
    3.4 模擬量和開(kāi)關(guān)量模塊實(shí)物圖
    3.5 本章小結(jié)
第四章 可配置I/O模塊系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)
    4.1 eCOS嵌入式操作系統(tǒng)移植
        4.1.1 eCOS的核心組件
        4.1.2 eCOS的移植
    4.2 CAN報(bào)文通信的實(shí)現(xiàn)
    4.3 CANopen通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 CANopen協(xié)議棧移植
        4.3.2 CANopen總體實(shí)現(xiàn)流程
        4.3.3 NMT功能實(shí)現(xiàn)
        4.3.4 SDO通信的實(shí)現(xiàn)
        4.3.5 PDO通信的實(shí)現(xiàn)
        4.3.6 心跳報(bào)文實(shí)現(xiàn)
        4.3.7 LSS功能實(shí)現(xiàn)
    4.4 系統(tǒng)的可靠性分析與設(shè)計(jì)
        4.4.1 可靠性設(shè)計(jì)意義
        4.4.2 系統(tǒng)硬件可靠性設(shè)計(jì)
        4.4.3 系統(tǒng)軟件可靠性設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 模塊測(cè)試及分析
    5.1 系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)搭建
    5.2 測(cè)試結(jié)果
        5.2.1 模擬量模塊測(cè)試
        5.2.2 開(kāi)關(guān)量模塊測(cè)試
        5.2.3 CANopen通信測(cè)試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況



本文編號(hào)：3854297