dsp与can总线通信系统设计

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1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学工业控制网络工业控制网络课程设计（论文）课程设计（论文）题目：题目：DSPDSP与与CANCAN总线通信系统设计总线通信系统设计院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级： 自动化自动化093093 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 宋进帅宋进帅 指导教师：指导教师： 起止时间：起止时间： 2013.1.1-2013.1.112013.1.1-2013.1.11 本科生课程设计（论文）I课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室： 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

2、学 号学生姓名宋进帅专业班级自动化093设计题目DSP与CAN总线通信系统设计课程设计（论文）任务实现功能实现功能 DSP 与 CAN 总线通信系统设计，实现 DSP 与 CAN 总线协议的转换。设计硬件包括 总线控制器、总线收发器及 ATMEL 系列单片机及 DSP 芯片等。软件采用汇编语言或 C 语 言，并调试与分析。 设计任务及要求设计任务及要求 1、确定设计方案，画出方案框图。 2、DSP 与 CAN 总线通信系统硬件设计，包括元器件选择。 3、画出硬件原理图。 4、绘出程序流程图，并编写初始化、接收及发送程序。 5、要求认真独立完成所规定的全部内容；所设计的内容要求正确、合理。 6、

3、按学校规定的格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。 技术参数技术参数 1、符合 CAN2.0B 规范； 2、40 米内最高可达 1Mbit/s；（设计选定传输速率为 250K bit/s） 3、抗宽范围的共模干扰，抗电磁干扰； 4、可扩充 110 个节点；工作计划1、布置任务，查阅资料，确定系统设计方案（2 天） 2、系统硬件设计及模块选择（3 天） 3、系统软件设计及编写功能程序及调试（3 天） 4、撰写、打印设计说明书（1 天） 5、验收及答辩。 （1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日本科生课程设计（论文）II摘

4、要CAN 控制器局域网络 ( Controller Area Network ,CAN )是一种串行多主站控制器局域网总线 。它具有很高的网络安全性 、通信可靠性和实时性 ,而且简单实用 ,网络成本低 ,特别适用于环境温度恶劣 、电磁辐射强和振动大的工业环境 。数字信号处理(Digital Signal Processing，简称 DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20 世纪 60 年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过

5、去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。德州仪器、Freescale 等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。 本文是以 DSP 为微控制器的 CAN 总线通信系统，以 AT89C52 作为智能节点，利用 SJA1000 CAN 总线控制器 与 82C250 CAN 总线收发器，进行协议转换，使DSP 与 CAN 总线通信，从而控制 CAN 总线上的智能节点 AT89C52。关键词：DSP； CAN 总线； 智能节点； SJA1000；本科生课程设计（论文）III目 录第 1 章 绪论.1 11.1 CAN 总线概述 .11.2 CAN 总线典型特征 .1 第 2 章

6、 系统的总体设计.2 2 第 3 章 系统硬件设计.3 33.1 DSP 选择 .33.2 单片机最小系统的设计 .33.3 CAN 总线控制器 SJA1000 .43.4 收发器 PCA82C250.43.5 6N137 光耦合器 .53.6 总体接线图 .6 第 4 章 系统软件设计.8 84.1 初始化 CAN 控制器 .84.2 信息的发送和接收 .10 第 5 章 课程设计总结.1313 参考文献.1414本科生课程设计（论文）1第 1 章 绪论1.1 CAN 总线概述CAN 控制器局域网络 ( Controller AreaNet work ,CAN )是一种串行多主站控制器局域网

7、总线 。它具有很高的网络安全性 、通信可靠性和实时性 ,而且简单实用 ,网络成本低 ,特别适用于环境温度恶劣 、电磁辐射强和振动大的工业环境 。CAN 总线可有效支持分布式控制或实时控制 。该总线的通信介质可以是双绞线 、同轴电缆或光纤。1.2 CAN 总线典型特征( 1) CAN 总线为多主站总线 ,各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息 ,且不分主从 ；( 2) CAN 总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术 ,高优先级节点优先传送数据 ,故实时性好 ；( 3) CAN 总线具有点对点 、一点对多点及全局广播传送数据的功能 ；( 4) CAN 总线采用短帧结构 ,每帧有效字节数最多为 8

8、 个 ,数据传输时间短 ,并有 CRC 及其他校验措施 ,数据出错率极低 ；( 5) CAN 总线上某一节点出现严重错误时 ,可自动脱离总线 ,而总线上的其他操作不受影响 ;( 6) CAN 总线系统扩充时 ,可直接将新节点挂在通信距离最远可达 10 km ( 速率在 5 Kb/ s 以下) ；( 7) CAN 总线的最大传输速率可达 1 Mb/ s ,直接通信距离最远可达 10 km ( 速率在 5 Kb/ s 以下)；( 8) CAN 总线上的节点数取决于总线驱动电路 ,在标准帧 ( 11 位报文标识符) 时 ,可达到 110 个 ,而在扩展帧 ( 29 位报文标识符) 时 ,个数不受限

9、。本科生课程设计（论文）2第 2 章 系统的总体设计系统是 DSP 与 CAN 总线通信系统的设计，DSP 作为系统微处理器，AT89C52单片机作为 DSP 的智能节点，要求实现 DSP 与单片机通过 CAN 总线通信。本设计中主要讲述无片内 CAN 控制器的 DSP 与 CAN 总线的通讯。系统总体控制结构框图如图 2.1 所示：图 2.1 系统总体控制结构框图 本系统中，AT89C52 作为智能节点，连接输入检测信号和输出控制信号与外界进行信息交换，并将数据进行初步处理。DSP 作为微处理器对检测数据进行总体处理，得出相应控制信号。SJA1000 是 CAN 总线控制器，与 82C250

10、 电平转换器联合使用将单片机与 DSP 信号转换为 CAN 总线协议，通过 CAN 总线进行传输通信。高速光耦 6N137 连接 SJA1000 与 82C250，增强了 CAN 总线节点的抗干扰能力。TMS320LF2407AT89C52SJA1000CAN 控制器SJA1000CAN 控制器光耦隔离器光耦隔离器光耦隔离器光耦隔离器PCA82C250PCA82C250DSP 地址数据控制总线传感器继电器 CANBUS本科生课程设计（论文）3第 3 章 系统硬件设计3.1 DSP 选择本设计中选用 TMS320LF2407，TMS320LF2407 控制器是 TI 公司专为基于控制的应用而设计

11、的，它将高性能的 DSP 内核和丰富的微控制器外设功能集于单片之中，每秒执行 20 兆条指令的运算能力，几乎所有的指令都可在 50ns 的单周期内完成，使得 TMS320F2407 控制器能提供比传统 16 位微控制器和处理器强大得多的性能。它具有以下一些特点： 32 位中央算术逻辑单元，32 累加器，16 位*16 位并行乘法器，3 个定标移位器，8 个 16 位辅助寄存器和一个用于数据存储器间接寻址的专用算术单元；544 字*16 位片内数据/程序双口 RAM;16K 字*16 位片内程序FLASH，224K 字*16 位最大寻址存储范围，支持硬件等待状态；四级流水线操作，八级硬件堆栈，六

12、个外部中断；兼容 TMS320C2系列 DSP 的指令集；12 路比较/PWM; 通道，3 个 16 位通用定时器，3 个具死区功能的全比较单元，3 个单比较单元，4 个捕获单元；双 10 位 A/D 转换器；28 个可单独编程的多路复用 I/O 引脚；基于锁相环（PPL）的时钟模块；带实时中断的看门狗定时器模块；串行通信接口（SCI）和串行外设接口（SPI） 。3.2 单片机最小系统的设计采用 AT89C52 单片机作为系统的控制器。它是一种低功耗、高性能 CMOS 八位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。时钟使用外部时钟电路晶振选择12MHz。复位电路使用上电加手动的复位电路。图 3.1 单片机最小系统图本科生课程设计（论文）43.3 CAN 总线控制器 SJA1000SJA1000 是