基于iCAN协议的嵌入式工业控制模块设计

摘要

随着信息技术的飞速发展,现场总线技术已成为自动控制领域备受关注的技术热点。而 CAN总线以其可靠、灵活等技术优势成为国际上应用最广泛的现场总线之一,在汽车电子、自动控制等多个领域,CAN总线都具有不可比拟的优越性。由广州致远电子有限公司自主研发出CAN应用层协议——iCAN协议,以其简洁可靠的特点受到广泛关注,尤其受到了国内用户的积极响应。
　　本课题设计的基于 iCAN协议的嵌入式工业控制模块,其内部具有完整CAN-bus通信电路和可靠的iCAN高层协议,用户只需根据自己的需要设计好底板,便可灵活地构建CAN-bus应用网络,在主控设备和现场信号之间提供一套有效且完整的数据采集和通信途径。在工业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。
　　论文首先介绍了控制模块的研究背景、目的及意义,然后介绍了CAN总线和iCAN协议的相关知识,最后对本模块的软硬件部分进行了详细的介绍和分析。控制模块采用带CAN控制器的工业级32位ARM处理器LPC11C14,可配置多达八路DI端口、八路DO端口、四路10位ADC输入、四路PWM输出,并且CAN应用层部分采用标准的iCAN协议,具有较强的通用性,可为用户提供灵活的数据采集方案。由于工业现场的环境通常比较恶劣,为确保模块在工业环境下稳定、可靠地运行,在硬件电路设计上 CAN-bus通信端口采用了高速的信号隔离器件、总线保护器件,外围使用专用复位芯片。
　　综上所述,该基于iCAN协议的嵌入式工业控制模块为基于标准协议的通用核心模块,从长远考虑可降低用户的投资成本,特别适用于远程、多节点、高可靠性的网络开发和构建。对于目前工业以太网和现场总线应用层标准化的发展趋势,该课题的设计研究具备广阔的发展前景。

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第一章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 课题的研究意义

1.3 课题的整体设计要求

1.4 课题的主要研究内容

第二章 CAN总线技术及其应用层协议

2.1 CAN总线概述

2.2 CAN总线协议规范简介

2.3 iCAN协议简介

2.4 本章小结

第三章 嵌入式控制模块硬件设计

3.1 系统硬件设计方案

3.2 嵌入式控制模块硬件实物图及管脚定义

3.3 印刷电路板的布线以及抗干扰措施

3.4 本章小结

第四章 嵌入式控制模块软件设计

4.1 主函数结构设计

4.2 系统初始化

4.3 用户应用程序设计

4.4 CAN模块应用程序设计

4.5 基于iCAN协议的报文处理程序设计

4.6 本章小结

第五章 系统调试与运行

5.1 硬件电路调试

5.2 软件通讯调试

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参 考 文 献

附录1

附录2

致谢

作 者 简 介