基于CAN总线的嵌入式测控系统的研究

嵌入式can总线通信

西华大学

硕士学位论文

基于CAN总线的嵌入式测控系统的研究

姓名：王锐

申请学位级别：硕士

专业：电力电子与电力传动

指导教师：董秀成

20070501

嵌入式can总线通信

西华大学硕士学位论文

基于ＣＡＮ总线的嵌入式测控系统的研究

电力电子与电力传动专业

研究生：王锐指导教师：董秀成

摘要

处于信息时代的自动控制系统技术发展日新月异。智能化、数字化、信息化、网络化、微型化、分散化代表着当今工业控制系统发展的主流方向。现场总线是代表工业控制系统顺应这一发展方向的新型技术，标志着计算机技术、信息技术在自动化领域应用的新阶段，为整个工业系统全数字化运行奠定了基础。

本文在分析了嵌入式技术及控制系统的发展概况后，首先对现场总线，主要是ＣＡＮ总线的技术特点进行了全面的介绍，并重点对ＣＡＮ总线网络中数据传输的实时性问题及改善的方案进行了分析和研究。之后利用嵌入式技术实现了基于ＣＡＮ总线的网络测控系统。该系统的主控节点，即ＡＲＭ平台采用３２位的嵌入式处理器ＡＲＭ和嵌入式实时操作系统ｌａＣ／ＯＳ—ＩＩ来实现，并在该平台上完成了系统多任务的建立，包括与底层ＣＡＮ网络的通信、液晶显示输出和嵌入式Ｗｅｂ服务器等。

论文共分六章。第一章介绍了控制系统的发展过程、嵌入式技术及其发展现状，并引出了课题的背景和研究意义，给出了主要研究内容。第二章着重介绍了ＣＡＮ现场总线技术，并对其工作原理和ＣＡＮ总线系统的实时性进行了分析。第三章论述了ＣＡＮ总线测控网络的实现以及ＣＡＮ测控网络与Ｉｎｔｅｍｅｔ集成的必要性，并给出了本文的系统设计方案、工作原理和组成。第四章论述了基于ＣＡＮ总线的嵌入式测控系统的设计与实现，详细阐述了系统

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两华大学硕士学位论文

的硬件、软件设计思路和实现方法。硬件方面，介绍了硬件平台中的主处理器ＬＰＣ２２９２和整个硬件逻辑模块。软件设计上实现了】ｕＣ／ＯＳ—ＩＩ实时操作系统在ＡＲＭ７上的移植，并完成了嵌入式系统下多任务的建立。第五章介绍了以ＱＸＬＰＣ．ＩＩＩ过程控制系统为应用对象，进行的实际应用实验，该实验对被控过程的部分物理量进行了检测，验证了本方案的可行性。第六章对全文进行了总结，给出了有待进一步研究的问题，并对后续工作进行了展望。

关键词：ＣＡＮ总线，测控系统，ＡＲＭ７，ｐＣ／ＯＳ—ＩＩ，嵌入式ＩＩ

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西华大学硕士学位论文

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＥｍｂｅｄｄｅｄＭｅａｓｕｒｅ

ｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄＣＡＮｂｕｓ

Ｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｉｏｎｉｃａｎｄｐｏｗｅｒｄｒｉｖｅ

Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＷＡＮＧＲｕｉＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＤＯＮＧＸｉｕ－ｃｈｅｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｕｒｉｎｇｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｉｍｅｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｃｈａｎｇｅｑｕｉｃｋｌｙ．Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ，ｄｉｇｉｔａｌ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，ｍｉｃｒｏｍａｔｉｏｎ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｒｅｐｒｅｓｅｎｔｍａｉｎｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｄｕｓｔｒｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｅｌｄｂｕｓｉｓｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｎｄｕｓｔｒｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｃｃｌｉｍａｔｉｎｇ

ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｒｅｎｄ．Ｆｉｅｌｄｂｕｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｎｅｗｐｈａｓｅｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒ

ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎａｕｔｏｍａｔｉｏｎｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｓｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｅｎｔｉｒｅｉｎｄｕｓｔｒｙｓｙｓｔｅｍｏｆｗｈｏｌｅｄｉｇｉｔａｌｒｕｎｎｉｎｇ．

Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，Ａｆｔｅｒａｎａｌｙｚｉｎｇｅｍｂｅｄｄｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄ

ａｎｄｇｅｎｅｒａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｗｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＣＡＮｂｕｓａｌｌ—ａｒｏｕｎｄｆｉｒｓｔｌｙ，ｅｍｐｈａｓｉｚｅｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｒｅａｌ—

ｔｉｍｅｏｆｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｎＣＡＮｂｕｓｎｅｔｗｏｒｋａｎｄａｍｅｌｉｏｒａｔｉｖｅｐｌａｎ。Ａｆｔｅｒｗａｒｄ，ｗｅｍａｋｅｕｓｅｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｏｎｔｏｒｅａｌｉｚｅｎｅｔｗｏｒｋｍｅａｓｕｒｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄＣＡＮｂｕｓ．Ｍａｉｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｎｏｄｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ＡＲＭｐｌａｔｆｏｒｍｉｓ

ＡＲＭｏｆ３２ｂｉｔａｎｄＥｍｂｅｄｄｅｄ

ｏｎａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｂｙｕｔｉｌｉｚｉｎｇｅｍｂｅｄｄｅｄｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓｏｒｒｅａｌ—ｔｉｍｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍＵＣ／ｏＳ－ＩＩ，ａｎｄｍｕｌｔｉｔａｓｋｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｉｓｐｌａｔｆｏｒｍ，

ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＡＮｎｅｔｗｏｒｋ，ｉｎｐｕｔｏｆＬＣＤｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ，ｅｍｂｅｄｄｅｄＷｅｂｓｅｒｖｅｒ，ｃｔｃ．

Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓｓｉｘｃｈａｐｔｅｒｓ．Ｔｈｅｆｉｒｓｔｃｈａｐｔｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ１１１

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西华大学硕十学位论文

ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｅｍｂｅｄｄｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇａｃｔｕａｌｉｔｙ，ａｎｄｅｄｕｃｅｓｂａｃｋｇｒｏｕｎｄａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｔａｓｋ，ｐｒｅｓｅｎｔｓｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈ

ｏｎｃｏｎｔｅｎｔ．Ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｃｈａｐｔｅｒｅｍｐｈａｓｉｚｅｓ

ａｎａｌｙｚｅｓｗｏｒｋｐｒｉｎｃｉｐｌｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇＣＡＮｂｕｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄａｎｄ

ａｎｄｒｅａｌ－ｔｉｍｅｏｆＣＡＮｂｕｓｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｔｈｉｒｄｃｈａｐｔｅｒｄｉｃｕｓｓｅｓｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｎｅｔｗｏｒｋｏｆＣＡＮｂｕｓ，ｔｈｅｎｅｃｅｓｓｉｔｙｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｎｅｔｗｏｒｋｏｆＣＡＮｂｕｓａｎｄＩｎｔｅｍｅｔ，Ｍｅａｎｔｉｍｅ，

ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ

ｒｏｕｔｅｐｒｅｓｅｎｔｓｄｅｓｉｇｎｐｌａｎｏｆｓｙｓｔｅｍ，ｗｏｒｋｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｎｇ．ＴｈｅｆｏｒｃｈｃｈａｐｔｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｂａｓｅｄｏｎｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄｍｅａｓｕｒｅＣＡＮｂｕｓ，ｅｘｐｌａｉｎｉｎｇｈａｒｄｗａｒｅａｎ …… 此处隐藏：2582字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……