基于CANopen協(xié)議的CAN總線應(yīng)用抽象層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf_第1頁(yè)
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1、CAN總線體系結(jié)構(gòu)只包括物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,在實(shí)際應(yīng)用中需要制定相應(yīng)的應(yīng)用層,CANopen協(xié)議就是CAN應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之一,其誕生于歐洲,廣泛應(yīng)用在汽車(chē)電子、醫(yī)療設(shè)備和航空航天等眾多領(lǐng)域。因?yàn)镃ANopen協(xié)議在國(guó)內(nèi)剛剛起步,且應(yīng)用難度比較大,很多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在應(yīng)用CAN總線的時(shí)候,針對(duì)具體應(yīng)用自定義應(yīng)用層協(xié)議,這樣重復(fù)低水平勞動(dòng),造成大量人力物力的浪費(fèi)。有鑒于此,本課題基于CANopen協(xié)議,設(shè)計(jì)了CANopen應(yīng)用抽象層,并在此

2、基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一整套軟硬件解決方案,主要包括CANopen通訊板、應(yīng)用抽象層以及組態(tài)軟件,旨在降低CANopen協(xié)議的應(yīng)用難度,促進(jìn)CANopen協(xié)議在國(guó)內(nèi)的發(fā)展。本文主要介紹該抽象層和軟硬件解決方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),論文完成的主要工作包括: 首先介紹了CAN總線的傳統(tǒng)應(yīng)用模型以及基于CANopen的CAN總線應(yīng)用模型,然后提出基于CANopen應(yīng)用抽象層的CAN總線應(yīng)用模型。由于CANopen應(yīng)用抽象層運(yùn)行在CANopen協(xié)議之上,

3、本文詳細(xì)分析了CANopen協(xié)議的體系結(jié)構(gòu),包括對(duì)象字典,通訊對(duì)象、狀態(tài)機(jī)以及預(yù)定義連接集。然后描述了CANopen通訊板的各個(gè)組成部分,主要包括核心模塊、按鈕、LED以及CAN控制器MCP2510;并在此基礎(chǔ)上移植了eCos操作系統(tǒng),設(shè)計(jì)了MCP2510驅(qū)動(dòng),然后分別在eCos操作系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)上移植了CANopen協(xié)議棧的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)——CanFestival。 論文最后基于通用IO模塊和智能電池模塊,提煉出CAN

4、open的應(yīng)用共性,設(shè)計(jì)了CANopen應(yīng)用抽象層和組態(tài)軟件的體系結(jié)構(gòu)。其中應(yīng)用抽象層主要包括:對(duì)象字典生成函數(shù)庫(kù)、從節(jié)點(diǎn)框架函數(shù)庫(kù)、動(dòng)態(tài)配置函數(shù)庫(kù)以及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置函數(shù)庫(kù)。在組態(tài)軟件中,為了達(dá)到通用的目的,引入了Python腳本,除此之外,組態(tài)軟件主要包括功能器件庫(kù)、對(duì)象字典生成向?qū)А⑺?jiàn)即所得編輯軟件以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件。通過(guò)對(duì)功能節(jié)點(diǎn)構(gòu)建、監(jiān)控節(jié)點(diǎn)構(gòu)建以及實(shí)時(shí)監(jiān)控的測(cè)試,驗(yàn)證了CANopen應(yīng)用抽象層和組態(tài)軟件的可行性和實(shí)用性,達(dá)到了預(yù)

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