浅述节点的硬件设计和软件设计.doc
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浅述节点的硬件设计和软件设计,全文54页约29000字论述翔实目录1.引言1.1本课题国内外的研究现状分析11.2煤矿通讯现状11.3 本课题的工作重点22.煤矿安全监控系统通讯设计方案2.1 煤矿安全监控系统中通讯方案的比较32.1.1 can-bus总线及485通讯的特点 32.1.2 can-bus总线与rs-48...
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浅述节点的硬件设计和软件设计
全文54页 约29000字 论述翔实
目录
1. 引言
1.1 本课题国内外的研究现状分析…………………………………………………………… 1
1.2 煤矿通讯现状………………………………………………………………………………… 1
1.3 本课题的工作重点……………………………………………………………………………2
2. 煤矿安全监控系统通讯设计方案
2.1 煤矿安全监控系统中通讯方案的比较……………………………………………………3
2.1.1 CAN-bus总线及485通讯的特点 ………………………………………………… 3
2.1.2 CAN-bus总线与RS-485通讯比较 ……………………………………………… 4
2.2 煤矿安全监控系统中CAN-bus的应用方案 ……………………………………… 4
2.3 设计方案的选定 …………………………………………………………………………… 6
3. CAN－bus 规范简介
3.1 基本概念 ………………………………………………………………………………………7
3.2 报文传输 ………………………………………………………………………………………10
3.2.1 数据帧 ……………………………………………………………………………… 10
3.2.2 远程帧……………………………………………………………………………… 13
3.2.3 错误帧……………………………………………………………………………… 14
3.2.4 过载帧……………………………………………………………………………… 15
3.3 位定时要求…………………………………………………………………………………… 15
3.4 错误处理……………………………………………………………………………………… 17
3.4.1 错误检测…………………………………………………………………………… 18
3.4.2 错误标定…………………………………………………………………………… 18
3.5 故障界定……………………………………………………………………………………… 18
4. CAN-bus总线的硬件设计
4.1 SJA1000 独立CAN 控制器的介绍…………………………………………………………20
4.1.1 特性………………………………………………………………………………… 20
4.1.2 管脚排列及引脚图…………………………………………………………………20
4.2 CAN通讯的控制……………………………………………………………………………… 22
4.2 控制器SJA1000的基本功能和寄存器…………………………………………………… 22
4.3 发送缓冲器/接收缓冲器……………………………………………………………………27
4.4 验收滤波器…………………………………………………………………………………… 28
4.5 TJA1050 高速CAN 收发器………………………………………………………………… 32
4.6 工作模式……………………………………………………………………………………… 35
4.6.1 高速模式…………………………………………………………………………… 35
4.6.2 静音模式…………………………………………………………………………… 35
4.7 不上电的收发器…………………………………………………………………………… 36
4.7.1 普通模式电压的非对称偏置…………………………………………………… 36
4.8 总线网络的问题…………………………………………………………………………… 37
4.8.1 最大节点数量……………………………………………………………………… 37
4.8.2 最大总线长度……………………………………………………………………… 37
4.8.3 拓扑结构方面……………………………………………………………………… 38
5. 通讯校验算法及程序实现
5.1 CRC检错原理………………………………………………………………………………… 39
5.2 CRC部分程序………………………………………………………………………………… 41
6. 煤矿安全监控系统的通讯模型
6.1 煤矿安全监控系统的通讯模型硬件方案……………………………………………… 43
6.2 煤矿安全监控系统的通讯模型软件设计……………………………………………… 44
6.2.1 部分程序流程图……………………………………………………………………44
6.2.2部分CAN程序………………………………………………………………………… 45
7. 总结 …………………………………………………………………………………………………… 50
致谢 …………………………………………………………………………………………………… 51
参考文献 …………………………………………………………………………………………… 52
摘要
煤矿安全无疑已成为社会关注的热点，不仅对社会经济有影响，更关乎矿业人员的生命安全。产生煤矿安全隐患的原因之一是对有害情况的监测和控制存在一些缺陷；并且，煤矿中各种类型系统相互独立，信息不互通，也是造成统一管理不便的原因。CAN总线在通讯系统中的应用可以很好的解决以上问题。CAN总线上的节点是网络上的信息接收和发送站；智能节点能通过编程设置工作方式、ID 地址、波特率等参数。它主要由单片机和可编程的CAN通信控制器组成。本论文介绍节点的硬件设计和软件设计。
关键词：煤矿通讯,CAN-bus总线,CAN,控制器
部分参考文献
[8] 杨金岩、郑应强、张振仁, 8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例，人民邮电出版社 2005年258-289
[9] 谢瑞和，串行技术大全，清华大学出版社2003年
[10] 邬宽明，CAN总线原理和应用系统设计，北京身穿航空航天大学出版社，2004年
[11] 邬宽明，单片机外围器件实用手册数据传输接口器件分册，北京航空航天大学出版社，1998年
[12] 广州周立功单片机发展有限公司，SJA1000独立CAN控制器数据手册
[13] 广州周立功单片机发展有限公司，SJA1000独立CAN控制器应用指南
[14] PHILIPS SJA1000 stand-alone CAN controller product specification 2000 Jan 04
[15] Data Sheet TJA1050, High Speed CAN transceiver, Philips Semiconductors, May 2000
全文54页 约29000字 论述翔实
目录
1. 引言
1.1 本课题国内外的研究现状分析…………………………………………………………… 1
1.2 煤矿通讯现状………………………………………………………………………………… 1
1.3 本课题的工作重点……………………………………………………………………………2
2. 煤矿安全监控系统通讯设计方案
2.1 煤矿安全监控系统中通讯方案的比较……………………………………………………3
2.1.1 CAN-bus总线及485通讯的特点 ………………………………………………… 3
2.1.2 CAN-bus总线与RS-485通讯比较 ……………………………………………… 4
2.2 煤矿安全监控系统中CAN-bus的应用方案 ……………………………………… 4
2.3 设计方案的选定 …………………………………………………………………………… 6
3. CAN－bus 规范简介
3.1 基本概念 ………………………………………………………………………………………7
3.2 报文传输 ………………………………………………………………………………………10
3.2.1 数据帧 ……………………………………………………………………………… 10
3.2.2 远程帧……………………………………………………………………………… 13
3.2.3 错误帧……………………………………………………………………………… 14
3.2.4 过载帧……………………………………………………………………………… 15
3.3 位定时要求…………………………………………………………………………………… 15
3.4 错误处理……………………………………………………………………………………… 17
3.4.1 错误检测…………………………………………………………………………… 18
3.4.2 错误标定…………………………………………………………………………… 18
3.5 故障界定……………………………………………………………………………………… 18
4. CAN-bus总线的硬件设计
4.1 SJA1000 独立CAN 控制器的介绍…………………………………………………………20
4.1.1 特性………………………………………………………………………………… 20
4.1.2 管脚排列及引脚图…………………………………………………………………20
4.2 CAN通讯的控制……………………………………………………………………………… 22
4.2 控制器SJA1000的基本功能和寄存器…………………………………………………… 22
4.3 发送缓冲器/接收缓冲器……………………………………………………………………27
4.4 验收滤波器…………………………………………………………………………………… 28
4.5 TJA1050 高速CAN 收发器………………………………………………………………… 32
4.6 工作模式……………………………………………………………………………………… 35
4.6.1 高速模式…………………………………………………………………………… 35
4.6.2 静音模式…………………………………………………………………………… 35
4.7 不上电的收发器…………………………………………………………………………… 36
4.7.1 普通模式电压的非对称偏置…………………………………………………… 36
4.8 总线网络的问题…………………………………………………………………………… 37
4.8.1 最大节点数量……………………………………………………………………… 37
4.8.2 最大总线长度……………………………………………………………………… 37
4.8.3 拓扑结构方面……………………………………………………………………… 38
5. 通讯校验算法及程序实现
5.1 CRC检错原理………………………………………………………………………………… 39
5.2 CRC部分程序………………………………………………………………………………… 41
6. 煤矿安全监控系统的通讯模型
6.1 煤矿安全监控系统的通讯模型硬件方案……………………………………………… 43
6.2 煤矿安全监控系统的通讯模型软件设计……………………………………………… 44
6.2.1 部分程序流程图……………………………………………………………………44
6.2.2部分CAN程序………………………………………………………………………… 45
7. 总结 …………………………………………………………………………………………………… 50
致谢 …………………………………………………………………………………………………… 51
参考文献 …………………………………………………………………………………………… 52
摘要
煤矿安全无疑已成为社会关注的热点，不仅对社会经济有影响，更关乎矿业人员的生命安全。产生煤矿安全隐患的原因之一是对有害情况的监测和控制存在一些缺陷；并且，煤矿中各种类型系统相互独立，信息不互通，也是造成统一管理不便的原因。CAN总线在通讯系统中的应用可以很好的解决以上问题。CAN总线上的节点是网络上的信息接收和发送站；智能节点能通过编程设置工作方式、ID 地址、波特率等参数。它主要由单片机和可编程的CAN通信控制器组成。本论文介绍节点的硬件设计和软件设计。
关键词：煤矿通讯,CAN-bus总线,CAN,控制器
部分参考文献
[8] 杨金岩、郑应强、张振仁, 8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例，人民邮电出版社 2005年258-289
[9] 谢瑞和，串行技术大全，清华大学出版社2003年
[10] 邬宽明，CAN总线原理和应用系统设计，北京身穿航空航天大学出版社，2004年
[11] 邬宽明，单片机外围器件实用手册数据传输接口器件分册，北京航空航天大学出版社，1998年
[12] 广州周立功单片机发展有限公司，SJA1000独立CAN控制器数据手册
[13] 广州周立功单片机发展有限公司，SJA1000独立CAN控制器应用指南
[14] PHILIPS SJA1000 stand-alone CAN controller product specification 2000 Jan 04
[15] Data Sheet TJA1050, High Speed CAN transceiver, Philips Semiconductors, May 2000
