CAN總線控制系統(tǒng)的實現(xiàn)與分析.pdf

1、控制器局域網(wǎng)(CAN)由于其多主的工作方式、優(yōu)良的穩(wěn)定性和實時性能、成熟的仲裁和同步技術(shù)，加上開放式總線結(jié)構(gòu)、短報文高速通訊、遠程通訊能力、超強的糾錯和擴展功能，以及控制簡單、應(yīng)用成本低等優(yōu)點，已經(jīng)被越來越多地應(yīng)用到廣大網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，并被公認為最有前途的現(xiàn)場總線技術(shù)之一。目前圍繞著CAN總線技術(shù)涌現(xiàn)了大量的新型微控制器芯片等相關(guān)產(chǎn)品，使其應(yīng)用更加方便和成熟。 但要具體設(shè)計一個實時性、穩(wěn)定性良好的CAN總線控制系統(tǒng)，仍然需要認

2、真研究總線中的競爭和同步等核心問題，分析處理網(wǎng)絡(luò)時延、報文調(diào)度效率、帶寬利用率、數(shù)據(jù)接口瓶頸等技術(shù)課題，并且選擇合適的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制芯片來組建控制系統(tǒng)，設(shè)計高效率的通訊軟件和報文調(diào)度方案，才能充分發(fā)揮CAN總線的特長，提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力和實用性能。 本文正是在這一設(shè)計思路指導(dǎo)下，采用RS-485/422輔助CAN總線的混合總線結(jié)構(gòu)，選取C8051F系列多功能混合信號微控制器和USB轉(zhuǎn)UART橋接器CP2102等新型高速芯片

3、作為控制核心，根據(jù)CAN2．0A和2．0B協(xié)議規(guī)范，合理分配報文結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一種基于CAN現(xiàn)場總線技術(shù)的多主、多功能混合總線控制系統(tǒng)，并且得到了全部硬件系統(tǒng)、通訊軟件、上位機管理與測試軟件的實現(xiàn)，通過了實際應(yīng)用的驗證。 通過小型CAN總線網(wǎng)絡(luò)測試平臺上的沖突實驗，進一步研究系統(tǒng)的總線競爭、網(wǎng)路時延、報文丟失等實時性、穩(wěn)定性指標。并根據(jù)測試結(jié)果的分析，引入報文分配和調(diào)度策略，再次通過應(yīng)用中的驗證。改進后的CAN總線控制系統(tǒng)具有優(yōu)良