嵌入式can应用层协议控制器研究与实现

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1、国内图书分类号：TP273西南交通大学研究生学位论文年级三QQ四级姓名苴蓦申请学位级别亟±专业控制堡诠皇控制王猩指导教师墓淮二00七年三月西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要当前自控技术不断发展，深入渗透到了生产和生活各个领域。作为主流的现场总线，工业控制局域网CAN(ControllerAreaNetwork)总线具有非常广阔的应用前景。同时工业以太网的发展更是指出工业控制网发展的新方向，即现场总线与工业以太网问的相互融合。CAN总线应用中主要集中在简单的数据链路层接入方案。而高性能现场总线设备通常具有应用层协议，以实现复杂的控制网络工程需要。在工业

2、控制网发展的现阶段，本课题设计具有一定的工程应用价值和研究意义。本文简要介绍了CAN应用层协议CANOpen协议栈实现和嵌入式控制网网关设计，选用32位ARId处理器LPC2294作为最小系统平台，在该平台上使用开放代码实时操作系统“C／oS．／I，嵌入CANOpen应用层协议栈。本文提出了一个可实现的以太网与CANOpen应用层设备间通信解决方案，针对数据交换过程中关键的传输可靠性和数据实时性问题，分别提出了多帧单一交换协议和基于循环队列的数据动态更新策略。并从CANOpea协议实现和嵌入式系统程序开发的角度阐述了设计实现的细节。最后给出实际的调试过程，

3、并对系统设计进行了总结。该系统能实现以太网与现场总线之间的数据报文转化和传输过程，使用户通过以太网卡可以直接访问现场总线仪表和控制设备。同时在主从结构CAN总线中，实现CANOpen协议规定的部分应用层操作。由于使用嵌入式平台，该系统具有体积小、低功耗、安装方便的特点，在工业控铡网工程中有一定的实用价值。目前，现场总线技术的应用与开发正在飞速发展阶段。现场总线应用层标准化设计更是处于起步阶段，而工业以太网和现场总线应用层标准化则是工业控制网发展的必然趋势，因此，该课题设计的研究具备广阔的发展前景。关键词CAN总线：CANOp胁协议；数据交换；嵌入式系统西南

4、交通大学硕士研究生学位论文第ll页AbstractCurrently,theauto-coutroltechnologydevelopsquickly,ithaswidelypervadedeveryaspectofmanufactureandpeople’slives．Beingamaintypeoffieldbus．CAN(ControllerAreaNetwork)hasawideapplicableoutlook．NowthedesigningofCANbusismainlyfocusedonbasiccommunicationlayer．And也

5、efastdevelopmentofIndustrialEthemetalsoleadsthedirectionoftheIndustrialControlNetisthemergingoffieldbusandIndustrialEthernet．Wllileinthelargescaleindustrialcontrolnetproject,thefieldbusalways咖fomstosomekindofApplicationlayerprotocolwhichmakesthefieldbusmorepowerful．Attllebeginning

6、ofthisthesis．Accordingtotheircharacteristicsandpracticaldemands。LPC2294．the32bitsARMprocessorischoosetobethebasephysicalplatofsystemdevelopment．11leCANOr,锄ApplicationlayerprotocolisembeddedinuC70SIIRTOS．Inthisthesis,ArealizableprojectforcommunicationbetweenCANbusandEmernethasbeenb

7、roughtout．Inordertodealwiththeproblem,suchascommunicationreliabilityandthereal-timedata．111ethesisbringouttwosolutionsfortheseproblemabove,therearemulti·messageonereplyandrealtimerefreshFIFO．Attheend,thedebuggingprocessisfullyintroduced,andthenthepaperconcludestheoperationstatusof

8、thesystem．111csystemCan觚finthepro