基于NCUC-Bus与CANopen总线网关的设计与实现

摘要

现场总线在我国起步较晚，基础薄弱，NCUC-Bus总线的诞生虽然填补了国内数控领域现场总线的空白，但是其应用层相对薄弱，使其开放性、可维护性都有待提高。
　　本文以NCUC-Bus总线及有广泛应用和良好发展前景的CANOpen总线为研究对象，对NCUC-Bus与CANopen总线转换技术进行研究，设计并实现了这两种总线的协议转换网关。在不改动NCUC-Bus协议的前提下，提高了NCUC-Bus总线的开放性和互联互通的能力，实现华中数控系统与 CANopen总线设备的集成，而且为NCUC-Bus未来的应用层改进工作做了有效的探索。
　　论文首先对NCUC-Bus和CANopen现场总线技术进行研究分析，确定了协议转换的总体方案。然后以STM32+FPGA为硬件平台，对系统的电源电路、NCUC-Bus总线通信电路、CANopen总线通信电路、内部总线接口等硬件电路进行了设计。接着在硬件平台上进行软件设计，对NCUC-Bus和CANopen两种总线数据进行转换，实现两种总线之间的互联。
　　最后搭建试验平台，将网关装置接入华中数控HNC818B数控装置，并分别连接Beckoff公司CANopen总线端子KL5100及台达ASDA-A2系列CANopen伺服从站，不仅对网关的I/O协议转换功能进行了测试，验证了本设计的可行性，而且对NCUC-Bus总线伺服协议的转换做了有效的探索。

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第一章 绪论

1.1 课题的来源、研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题主要工作内容

第二章NCUC-Bus与CANopen总线网关总体方案设计

2.1 NCUC-Bus与CANopen总线转换技术研究

2.2网关硬件总体方案设计

2.3网关软件总体方案设计

2.4本章小结

第三章 NCUC-Bus与CANopen总线网关硬件设计

3.1 系统硬件构架

3.2 电源电路

3.3 NCUC-Bus总线通信电路

3.4 CANopen总线通信电路

3.5 内部总线接口电路

3.6 本章小结

第四章 NCUC-Bus与CANopen总线网关软件设计

4.1 NCUC-Bus的FPGA实现

4.2 CAN驱动程序设计

4.3 FSMC通信设计

4.4 CANopen通信设计

4.5 协议转换流程设计

4.6 本章小结

第五章 系统功能测试

5.1 网关协议转换功能测试

5.2 伺服协议转换网关功能探索

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献