CAN總線與RS-232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計






摘要…………………………………………………………………………………….…..……Ι


ABSTRACT.................................................................................................................................. ΙΙ


引言 1


1. CAN總線協(xié)議分析 2


1.1 CAN總線主要特點 2


1.2 CAN總線協(xié)議 2


1.3 CAN總線報文傳輸結(jié)構(gòu) 3


1.4 CAN總線錯誤處理 3


1.4.1 錯誤檢測 3


1.4.2 錯誤標(biāo)定 4


2. CAN控制器SJA1000分析 5


2.1 CAN節(jié)點結(jié)構(gòu)與SJA1000操作模式 5


2.2 SJA1000內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能分析 6


3. CAN總線與RS-232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計 11


3.1 CAN總線與RS-232轉(zhuǎn)換接口電路總體設(shè)計 11


3.2 主控制模塊電路設(shè)計 12


3.2.1 AT89C51與6116電路設(shè)計 13


3.2.2 看門狗電路設(shè)計 14


3.3 AT89C51與RS-232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計 16


3.3.1 RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)分析 16


3.3.2 RS-232與AT89C51接口電路設(shè)計 18


3.4 SJA1000與AT89C51接口電路設(shè)計 19


3.4.1 SJA1000與AT89C51接口電路設(shè)計 19


3.4.2  物理層接口電路設(shè)計 21


3.5元器件清單 22


結(jié)論 22


致  謝 24


參考文獻(xiàn) 25






引言

現(xiàn)場總線是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備/儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行數(shù)字式多點雙向通信的數(shù)據(jù)總線，多用于工空等領(lǐng)域，應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)不僅可以降低系統(tǒng)的布線成本，還具有設(shè)計簡單、調(diào)試方便等優(yōu)點，同時，由于現(xiàn)場總線本身還提供了靈活而又功能強(qiáng)大的協(xié)議，這就使得用戶對系統(tǒng)配置，設(shè)備選型具有強(qiáng)大的自主權(quán)，可以任意組合多種功能模塊擴(kuò)充系統(tǒng)的功能。在眾多的現(xiàn)場工業(yè)總線中，CAN總線是一種具有國際標(biāo)準(zhǔn)而且性能價格比又較高的現(xiàn)場總線，它在當(dāng)今自動控制領(lǐng)域中的應(yīng)用極為廣泛，并發(fā)揮著重要的作用。一個由CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理論上可以掛接無數(shù)個節(jié)點。實際應(yīng)用中，節(jié)點數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。CAN可提供高達(dá)1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使實時控制變得非常容易。另外，硬件的錯誤檢定特性也增強(qiáng)了CAN的抗電磁干擾能力。


CAN通訊協(xié)議描述了在設(shè)備之間信息如何傳遞。它對層的定義與開放系統(tǒng)互連模型(OSI)一致。每一層與另一設(shè)備上相同的那一層通訊。實際的通訊是發(fā)生在每一設(shè)備上相鄰的兩層，而設(shè)備只通過模型物理層的物理介質(zhì)互連。CAN的結(jié)構(gòu)定義了模型的最下面的兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。應(yīng)用層通過不同的新型協(xié)議層（專門用于特殊的工業(yè)領(lǐng)域加上由個別CAN用戶定義的任何合適的方案）和物理層連接。物理層和數(shù)據(jù)鏈路層對于設(shè)計者來說是透明的，并包含在所有執(zhí)行CAN協(xié)議的部件中。


實際中，許多設(shè)備是RS-232接口，為了實現(xiàn)CAN總線數(shù)據(jù)和RS-232接口設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸，設(shè)計完成了CAN總線與RS-232轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計。