基于canopen协议的can总线应用抽象层的设计与实现

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1、东南大学硕士学位论文基于CANopen协议的CAN总线应用抽象层的设计与实现姓名：曹硕申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：王晓蔚;杨全胜20090527摘要摘要CAN总线体系结构只包括物理层和数据链路层，在实际应用中需要制定相应的应用层，CANopen协议就是CAN应用层协议标准之一，其诞生于欧洲，广泛应用在汽车电子、医疗设备和航空航天等众多领域。因为CANopen协议在国内刚刚起步，且虑用难度比较大，很多企业和科研机构在应用CAN总线的时候，针对具体应用自定义应用层协议，这样重复低水平劳动，造成人量人力物力的浪费。有鉴丁此，本课题基于C

2、ANopen协议，设计了CANopen应用抽象层，并在此基础上实现了一整套软硬件解决方案，主要包括CANopen通讯板、应用抽象层以及组态软件，旨在降低CANopen协议的应用难度，促进CANopen协议在国内的发展。本文主要介绍该抽象层和软硬件解决方案的设计与实现，论文完成的主要r作包括：首先介绍了CAN总线的传统应用模型以及基于CANopen的CAN总线应用模型，然后提出基于CANopen应用抽象层的CAN总线应用模型。由于CANopen应用抽象层运行在CANopen协议之上，本文详细分析了CANopen协议的体系结构，包括对象字典，通讯对象、状

3、态机以及预定义连接集。然后描述了CANopen通讯板的各个组成部分，主要包括核心模块、按钮、LED以及CAN控制器MCP2510；并在此基础上移植了eCos操作系统，设计了MCP2510驱动，然后分别在eCos操作系统和Windows操作系统上移植了CANopen协议栈的开源实现——CanFestival。论文最后基于通用lO模块和智能电池模块，提炼出CANopen的应用共性，设计了CANopen应用抽象层和组态软件的体系结构。其中应用抽象层主要包括：对象字典生成函数库、从节点框架函数库、动态配置函数库以及网络参数配置函数库。在组态软件中，为了达到通

4、用的目的，引入了Python脚本，除此之外，组态软件主要包括功能器件库、对象字典生成向导、所见即所得编辑软件以及网络监控软件。通过对功能节点构建、监控节点构建以及实时监控的测试，验证了CANopen应用抽象层和组态软件的可行性和实用性，达到了预期的目的。关键字：CANopenPython应用抽象层组态软件ABSTRA(了ABSTRACTThereareonlyphysicallayeranddatalinklayerinCANarchitecture，SOitneedsanapplicationlayerinpractice．CANopenisone

5、ofthefamousCANapplicationlayerprotocolwhichbominEurope，Itisusedcommonlyincommercialvehicles，medicalequipmentandaviationindustry．DHetotooshortatimethatCANopenintroducedtoChinaandtoohighthedifficultyofCANooenapplication，ManyenterprisesandresearchinstitutesdesignCANapplicationlaye

6、rbythemselves，thisredundantlow-leveldevelopmentwillleadtothewasteofhumanandmaterialreSOurces．Inthisconnection，theauthordesignsCANopenabstractlayerbasedonCANopenprotocol，andprovidesafullsoftwareandhardwaresolutionwhichcontainsCANopencommunicationboard，abstractlayerandconfigurati

7、onSOftwaretolowerthedifficultyofCANopenapplication．ThedesignandimplementationofCANopenabstractlayerandthefullsolutionareintroducedinthefollowing．ThetraditionapplicationmodelandtheCANopenapplicationmodelofCANbusaredescribedatfirst，thenthemodelbasedonCANopenabstractlayerisbrought

8、forward．BecausetheabstractlayerisbasedonCANopenprotoco