2276.企业试验机监控管理系统基于ARM7CAN—RS232传输接口的设计 论文.doc

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1、毕业设计 第 34 页 共 34页目录摘要1ABSTRACT1 选题的背景及意义 2 基于ARM7的CANRS232传输接口设计方案2. 1 RS232标准 2.1.1 RS232 标准简介 2.1.2 ATMEL AT91系列7x256同步异步收发器（USART）简介2.1.3 串口初始化设置 2.2 CAN协议2.2.1 CAN协议简介2.2.2 CAN收发器TJA1050简介2.2.3 ATMEL AT91系列7x256局域网络控制器（CAN）简介2.2.4 CAN通信的硬件设计2.2.5 CAN初始化设置2.3 CAN RS232通信网络设计2.3.1 整体实现说明2.3.2 RS23

2、2通信设计2.3.3 CAN CAN通信设计2.4 嵌入式操作系统3 通信测试4 结果分析结束语致谢参考文献附录企业试验机监控管理系统-基于ARM7CANRS232传输接口的设计 摘 要CAN 总线是一种支持分布式实时控制系统的串行通信的局域网络。由于其高性能、高可靠性、实时性好及其独特的设计，已广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通信。本文针对大型复杂工业现场实时测控网络的要求,介绍了CAN总线的特点, 介绍了一种在工业测控系统中具有通用性的, 基于COS-II的嵌入式操作系统的,CAN 总线与PC 机通过RS - 232 互连的串口网络通信接口的设计,详细说明了该接口的硬件配置

3、（基于ATMEL公司的7x256芯片和TJA1050收发器的设计）、电路结构和软件设计。并对软硬件设计中遇到的几个关键问题进行了讨论。该设计方案实现了管理监控层(上位PC 机) 和现场生产测控层（现场CAN 总线网）之间的连接。充分体现CAN 总线的灵活性和可扩展性。其实际应用结果表明:该适配器可靠性高,运行稳定,具有很强的实用推广价值。关键词：CAN 总线；7x256；CAN 通信；TJA1050; ATMEL；ABSTRACTCAN Bus is a kind of area Network which supports the serial communication of real-t

4、ime . Owing to its high performance, high reliability,good performance of real-time and its unique design，CAN Bus has been widely applied in the data communication between the testing and implementing agencies in the control system. At the request of real-time monitoring and control network in the l

5、arge-scale industrial complex scene,this paper has introduced the features of CAN Bus, Introcuced a serial network communication interface adapter design between CAN BUS and PC ,based on COS-II operating system ，and its hardware configuration （7x256 chip based on ATMEL company and TJA1050 transceive

6、r）,circuit construction and software designing in detail. It was provided with currency in the industrial measure and control system. The key questions in the design were also discussed. The design realized the link between the administer layer ( PC) and the locale produce control layer (CAN BUS Net

7、work) . The flexibility and expandability of CAN BUS was achieved. Its running results show that it is reliable and steady. So it is worthwhile for further practical application.It has described the communication model and costruction methods of CAN Bus network.This paper has focused on the detailed

8、 discussion of node hardware configuration and soft function of,especially the realization of CAN Bus.Keywords: CAN bus; 7x256; CAN communication; TJA1050; ATMEL;1 选题的背景及意义随着电子设备的大量出现及针对各种控制系统的实际需求，各种通信网络相继产生。由于它们的总线结构，通信协议及传输特点各不相同，给不同设备之间的连接带来很多麻烦，因而急需各种总线之间的转换装置。CAN和RS232是目前工业现场比较流行的和很有前途的通信网络，设计

9、装置是一种CANRS232总线转换装置，电路设计简单新颖，并且携带方便，实用性很强。CAN 是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。最高传出速率可达到1M bit/s，当信号传输距离达到 10Km 时，CAN 仍可提供高达 5Kbit/s 的数据传输速率。 由于 CAN 总线具有很高的实时性能，因此，CAN 已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。1986 年2 月，Robert Bosch 公司在 SAE（汽车工程协会）大会上介绍了一种新型的串行总线CAN控制器局域网,那是 CAN 诞生的时刻。今天

10、，在欧洲几乎每一辆新客车均装配有 CAN 局域网。同样，CAN也用于其他类型的交通工具，从火车到轮船或者用于工业控制。CAN 已经成为全球范围内最重要的总线之一，甚至领导着串行总线。在 1999 年，接近6 千万个 CAN 控制器投入应用；2000 年，市场销售超过1 亿个 CAN 器件。尽管 CAN 协议已经有 15 年的历史，但它仍处在改进之中。从 2000 年开始，一个由数家公司组成的 ISO任务组织定义了一种时间触发 CAN 报文传输的协议。Bernd Mueller 博士、Thomas Fuehrer、Bosch 公司人员和半导体工业专家、学术研究专家将此协议定义为“时间触发通讯的

11、CAN（TTCAN）”，计划在将来标准化为 ISO11898-4。这个 CAN 的扩展已在硅片上实现，不仅可实现闭环控制下支持报文的时间触发传输，而且可以实现 CAN 的 x-by-wire 应用。因为 CAN 协议并未改变，所以，在同一个物理层上，既可以实现传输时间触发的报文，也可以实现传输事件触发的报文。 TTCAN 将为 CAN 延长 5-10年的生命期。现在，CAN 在全球市场上仍然处于起始点，当得到重视时，谁也无法预料 CAN 总线系统在下一个 1015 年内的发展趋势。这里需要强调一个现实：近几年内，美国和远东的汽车厂商将会在他们所生产汽车的串行部件上使用 CAN。另外，大量潜在的

12、新应用（例如：娱乐）正在呈现不仅可用于客车，也可用于家庭消费。同时，结合高层协议应用的特殊保安系统对 CAN 的需求也正在稳健增长。德国专业委员会 BIA和德国安全标准权威 TV 已经对一些基于 CAN 的保安系统进行了认证。CANopen-Safety 是第一个获得 BIA 许可的 CAN 解决方案，DeviceNet-Safety 也会马上跟进。全球分级协会的领导者之一，Germanischer Lloyd 正在准备提议将 CANopen 固件应用于海事运输。在其他事务中，规范定义可以通过自动切换将 CANopen 网络转换为冗余总线系统。 CAN 总线在组网和通信功能上的优点以及它的高性能价格比决定了它在