can总线在智能控制系统中的应用.doc

福建师范大学闽南科技学院 毕业论文 论文题目：can总线在智能控制系统中的应用 系 别：计算机信息与科学系 专 业：网络工程 班 级：08网工（1） 姓 名：陈复龙 学 号：122622008026 指导老师：罗红叶 【摘要：】 CAN（Controller Area Network）控制器局域网是德国Bosch公司在20世纪80年代初为汽车检测控制而开发的一种串行数据通讯协议。随着计算机硬件、软件及集成电路技术的迅速发展,同时消费类电子产品、计算机外设、汽车和工业应用等的需求不断增加。高速、高可靠和低成本的通信介质的要求也随之提高。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,它为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。微处理器中常用的串行总线是通用异步接收器传输总线(UART)、串行通信接口(SCI)、同步外设接口(SPI)、内部集成电路(I2C)和通用串行总线(USB),以及车用串行总线,包括控制器区域网(CAN)和本地互连网(LIN)等。这些总线在速度、物理接口要求和通信方法学上都有所不同。在计算机数据传输领域内,长期以来使用的通信标准,尽管被广泛使用,但是无法在需要使用大量的传感器和控制器的复杂或大规模的环境中使用。控制器局部网CAN(CONTROLLER AERANETWORK)就是为适应这种需要而发展起来的。 CAN总线的出现,就是为了减少不断增加的信号线,所有的外围器件都可以被连接到总线上。由于CAN总线具有可靠性高、实时性好、成本合理等优点,逐渐被应用于如船舶、航天、工业测控、自动化、电力系统、楼宇监控等其他领域中。 【关键字：】 CAN控制局域网，总线，起源，工作原理，数据帧 总线的工作原理 1.1引言： CAN总线以其高性能,高可靠性及独特的设计,在现代分布式测量与控制技术领域中的应用已愈来愈广泛。同时由于CAN总线自身的特点,其应用范围目前已不再局限于汽车行业,而是转向铁路、交通、自动控制、航空航天、航海、机械工业、机器人、医疗器械及安防等领域发展。CAN总线的发展已经颇具规模,它不仅在汽车领域的应用占据一定优势,在其他工业领域内也占有一席之地。这要归根于通信技术的不断进步,对通讯本身的要求不断提高,对性价比的关注也逐步提升,这种形势下CAN总线的优势在于其优越的抗干扰能力和性价比。尽管CAN总线有一定局限,甚至还有漏洞,但对CAN总线的改进还在继续,相信在未来的发展中,CAN总线通过不断的更新和改进,能够取得更大的进步。 1.2 can总线的起源 20世纪80年代初期，由于欧洲汽车工业发展发展的需要，最先由德国Bosch公司提出的CAN总线方案以解决装置间的通信问题。当时，由于消费者对于汽车功能的要求越来越多。而这些功能的实现大多是基于电子操作的，这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂，同时意味着需要更多的连接信号线，提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的新号线。于是，他们设计了一个单一的网络总线。所有的外围期间可以被挂接该总线上。Bosch公司于1986年正式公布了这一总线，且命名为CAN总线。1987年Intel公司生产出了首枚CAN控制器(82526).不久，Philips公司也推出了CAN控制器82C200.1993年CAN成为国际标准ISO11898（高速应用）和ISO11519（低速应用）。 为促进CAN以及CAN协议的发展，1992在欧洲成立了国际用户和厂商协会（CAN in Automation，简称CIA）在德国Erlangen注册，CIA总部位于Erlangen。CIA提供服务包括：发布CAN的总类技术规范。根据CIA组织统计，截止到2002年底，约有500多家公司加入这个协会。协作开发和支持各类CAN高层协议。CAN接口已经被公认为微控制器(Microcontroller)的标准串行接口。应用在各种分布内嵌系统。该协会已经为全球应用CAN技术的权威。 1.3 can总线的工作原理 总线是一种有效支持分布式控制或定时控制的串行通讯网络它以半双工的方式工作一个节点发送信息多个节点接收信息实现了全分布式多机系统提高了数据在网络中传输的可*性。ＣＡＮ总线的信息存取利用了广播式的存取工作方式信息可以在任何时候由任何节点发送到空闲的总线上每个节点的ＣＡＮ总线接口必须接收总线上出现的所有信息因此各节点都设置有一个接收寄存器该寄存器接收信息然后根据信息标文符决定是否读取信息包中的数据以判断是否使用这一信