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1、沈阳理工大学学士学位论文I摘 要随着科学技术的发展，现场总线技术在各领域中得到越来越广泛的应用。现场总线技术以其实时、可靠、低成本、使用方便等特点，在控制现场层得到广泛的应用。其中 CAN 总线与其它几种现场总线比较而言，是最容易实现、价格最为低廉的一种，但其性能并不比其它现场总线差。在实际应用中，大多数控制器和设备通信所使用的仍是传统的 RS485。因此，为了将这些设备纳入现场总线的控制网络，研究现场总线与 RS485 之间的协议网关很有必要。本文主要设计了 CAN 总线与 RS485 之间的网关。通过对现场总线技术的应用现状的分析，建立了基于网关的工业网络化控制系统结构模型，主要采用 AT
2、89S51 单片机和 SJA100 控制器开发设计了网关硬件，完成 CAN-RS485 协议转换网关的软件设计开发，并调试实现了 CPU 与 RS485 之间的数据交互。关键词：现场总线；CAN；RS485；网关沈阳理工大学学士学位论文IIAbstract With the development of science and technology, the fieldbus technology is playing more and more important role in all areas. With its real-time, reliable, low cost, easy
3、to use, fieldbus technology is widely used on site in the control layer.In contrast to the other fieldbus, CAN bus is the easiest and most inexpensive price,but its performance was not worse than any other fieldbus.In practical application,RS485 is widely used in most of the controllers and Industri
4、al Communication Device.Therefore,in order to connect these devices to the fieldbus control network, it is necessary to design the gateway between field bus and the RS485.In this paper, we designed the gateway between CAN bus and RS485. By analysing the application of fieldbus technology,we put forw
5、ard the control system model based on industrial network gateway.We used AT89S51 and SJA100 to design the gateway hardware,and developed the gateway software.Finally,after software testing,the data exchange between the CPU and RS485 was achieved.Keywords: Fieldbus;CAN;RS485;Gateway 沈阳理工大学学士学位论文III目
6、录1 绪论.11.1 课题研究的重要意义 .11.2 网关 .21.2.1 网络互连设备.21.2.2 工业控制中网关的应用和研究.31.3 现场总线 .41.3.1 现场总线的发展现状和趋势.41.3.2 主流现场总线简介.51.4 本论文的主要工作 .72 基于网关的网络化控制系统模型.82.1 现有控制系统存在的不足.82.2 基于网关的网络化控制系统模型 .82.2.1 基于网关的网络化控制系统结构.92.2.2 控制系统中网关的需求分析.103 CAN-S485 协议转换网关的设计.123.1 CAN 协议规范.123.2 CAN 报文规范.133.3 主要器件介绍 .133.3.1 CAN 控制器 SJA1000 简介 .133.3.2 CAN 收发器 PCA82C250 简介.163.3.3 单片机 AT89S51 简介.173.3.4 RS485 收发器 MAX485 简介.193.4 CAN-RS485 协议转换网关设计.203.4.1 基本原理.203.4.2 硬件设计.203.4.3 软件设计.214 试验调试.275 可靠性设计.32沈阳理工大学学士学位论文IV5.1 硬件设计 .325.2 软件设计 .
