基于CAN总线的船用灯光控制系统的设计和实现

摘要

本论文是结合具体的研发项目写成的。采用CAN现场总线技术作为本灯光控制系统的通讯工具。系统中还采用了计算机、控制和电路设计等多领域的较先进的技术，使系统具有较完备的控制功能和丰富的监测功能，具有稳定的性能、友好的界面和优良的性能价格比。 本文首先给出了系统的总体规划设计。按照系统的功能要求设计出系统的组成结构并给予原理上的分析，同时阐述了系统要选用的CAN网络结构。 然后本文把完整的系统设计分为三部分来阐述。首先从搭建系统硬件平台开始，以模块化的方式分别阐述了AT89S52主控制电路、CAN总线接口电路、A/D转换电路、LED灯具PWM驱动电路等重要的硬件组成部分。然后阐述了系统CAN通信参数和通信协议的制定，最后植入软件部分的设计。其中重点介绍了CAN总线通讯、LED灯具PWM驱动、故障检测等模块。 该系统经过反复的调试，已取得了不错的效果。把它作为船上作业的辅助装置，不仅可以大大提高船上作业的效率，同时又能给轮船提供一定的安全保障。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题的研究背景及应用意义

1.2控制系统的结构发展概况

1.3现场总线介绍

1.3.1现场总线的概念

1.3.2现场总线的结构

1.3.3现场总线的特点

1.3.4主要的现场总线技术

1.4论文的具体内容安排

第2章系统总体设计

2.1系统功能要求

2.2系统总体结构及原理说明

2.2.1总体结构

2.2.2原理说明

2.3控制箱系统组成结构及其原理说明

2.3.1组成结构

2.3.2原理说明

2.4下位机灯具组成结构及其原理说明

2.4.1组成结构

2.4.2原理说明

2.5网络结构

2.5.1常见CAN网络结构及其特点

2.5.2 CAN环形网络及其优点

2.5.3双冗余的必要性及实现方式

2.6本章小结

第3章系统硬件设计与实现

3.1主控制器电路

3.1.1主控制器AT89S52

3.1.2看门狗复位电路

3.2 CAN总线接口电路

3.2.1 SJA1000控制器

3.2.2 PCA82C250驱动器

3.2.3 CAN总线接口电路实现

3.3 A/D转换电路

3.3.1 ADC0809介绍

3.3.2 A/D转换电路实现

3.4灯具PWM驱动电路

3.5 I/O接口电路

3.5.1输入接口的扩展

3.5.2输出接口的扩展

3.6本章小结

第4章系统CAN通信参数及通信协议制定

4.1 CAN总线介绍

4.1.1 CAN总线的电气特性

4.1.2 MAC帧结构

4.1.3 CAN通信协议层次结构及解析

4.2系统CAN通信参数设定

4.3系统CAN通讯协议制定

4.4本章小结

第5章系统软件设计与实现

5.1控制箱系统软件设计

5.1.1软件设计流程

5.1.2子程序设计

5.2下位机灯具软件设计

5.2.1软件设计流程

5.2.2 CAN总线通讯

5.2.3灯具PWM驱动

5.2.4故障检测

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢