多通信接口的M_BUS主站/中继器的设计与实现

摘要

人类进入21世纪以来，计算机科学技术、信息科学技术和自动化控制技术被广泛的应用于现场的工业生产中，而数据传输是工业生产的重要环节，数据传输的质量直接影响到生产效益。数据集中器被用在数据传输环节，传统的数据集中器由于功能单一、总线接口过少、无数据处理能力等缺点已逐渐跟不上时代发展，新型的数据传输系统的研究迫在眉睫。
　　多通信接口的M-BUS主站/中继器运用了欧洲仪表总线M-BUS技术，代替传统的RS485总线技术，在数据传输方面有着极大优势。由于PROFIBUS总线、CAN总线、MBUS总线和以太网技术，它们技术成熟、稳定性能高、应用范围广，在工业生产的数据传输环节应用极为广泛，而嵌入式技术作为当今的新型技术的代表，也在生产实践中被广泛运用，所以多通信接口的M-BUS主站/中继器将PROFIBUS、CAN总线技术、MBUS总线技术和以太网技术与嵌入式相结合，以NXP公司的LPC2387作为核心控制芯片，成功的实现了M-BUS从节点的数据与PRDFIBUS、CAN总线和以太网之间的数据双向传输。多通信接口的M-BUS主站/中继器的下行接口采用的是MBUS总线技术，上行接口采用了Profibus总线、CAN总线和以太网通信技术，考虑到多功能性，还设计了MBUS中继器接口，增加了MBUS从机的数据传输距离。
　　多通信接口的MBUS主站/中继器的设计弥补了传统数据传输系统的不足，通过系统功能测试，多通信接口的MBUS主站/中继器符合实际使用要求，可以用于各种工业生产场合。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状及发展现状

1.3 相关通信接口的简介

1.3.1 M_BUS总线简介

1.3.2 Pronbus总线简介

1.3.3 CAN总线简介

1.3.4 以太网简介

1.4 中继器的介绍

1.5 本文总体结构

第二章 多通信接口的M_US主站/中继器的总体设计

2.1 系统整体概述

2.2 多通信接口的M_BUS主站/中继器的主控芯片介绍

2.2.1 TinyArm2387嵌入式工控模块概述

2.2.2 TinyArm2387嵌入式工控模块硬件资源

2.3 多通信接口的M_BUS主站/中继器系统的需求与分析

2.3.1 多通信接口的M_BUS主站/中继器系统硬件功能需求

2.3.2 多通信接口的M_BUS主站/中继器系统软件功能需求

2.3.3 多通信接口的M_BUS主站/中继器系统性能需求

2.4 本章小结

第三章 多通信接口的M_BUS主站/中继器硬件设计与实现

3.1 硬件整体概述

3.2 M_BUS收发电路的设计

3.2.1 M_BUS发送电路

3.2.2 M_BUS接收电路

3.3 多通信接口的设计

3.3.1 M_BUS中继接口的设计

3.3.2 CAN接口电路的设计

3.3.3 Profibus接口电路的设计

3.3.4 以太网接口电路的设计

3.3.5 调试辅助接口电路设计

3.4 其它模块电路的设计

3.4.1 电源模块

3.4.2 J-TAG接口电路

3.4.3 复位电路与ISP电路

3.5 系统pcb图

3.6 本章小结

第四章 多通信接口的M_BUS主站/中继器软件设计与实现

4.1 系统主程序设计

4.1.1 配置模式设计

4.1.2 CAN通信模式的软件设计

4.1.3 Profibus-DP通信模式的软件设计

4.1.4 以太网通信模式的软件设计

4.1.5 中继器通信模式的软件设计

4.2 相关通信接口的帧结构

4.2.1 M_Bus帧结构

4.2.2 CAN帧结构

4.2.3 Profibus帧结构

4.2.4 以太网帧结构

4.3 本章小结

第五章 系统运行及测试

5.1 中继器模式通信测试

5.2 CAN模式通信测试

5.3 Profibus-DP模式通信测试

5.4 以太网模式通信测试

5.5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文

附录B 攻读学位期间参加的科研项目