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1、 毕 业 设 计 论 文题 目：基于CAN总线的分布式工业测控系统的应用研究英文题目：Application and Research on Distributed Industrial Measure and Control System Based on CAN Field-bus 学生姓名： 班 级： 指导教师： 专 业：自动化二零零六年六月- 39 -摘要现场总线是连接现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是计算机技术、通信技术和控制技术高度综合与集成的产物，是一种开放式和分布式的新模式。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。 CAN（控制器局域网）属于
2、现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。它特别适合工业过程监控设备的互连，己被公认为是最有前途的现场总线之一。本文以CAN现场总线技术为基础，研究了一种分布式工业测控系统。其主要研究内容如下： 本文对分布式工业测控系统的发展现状以及CAN总线在分布式测控方面的应用进行了综述，并对其主要特点做了简要介绍。阐述了CAN总线的特点、CAN总线通信协议及CAN支持器件。然后根据测控系统的特点，给出了基于CAN总线测控网络的总体设计方案、系统结构。接着根据系统的实际需要，主要设计了PC机通信适配卡和智能节点。对适配卡和测控节点的功能模块组成，各个模块的工作原理、硬件设计、软件设
3、计以及他们的实现方法，进行了较为深入的探讨和详细的论述。关键词CAN总线；分布式测控系统；适配卡；智能节点Abstract Field bus is a digital, bi-directional and multi-branch communication network that connects field equipments and automatic system. As a product integrating technology of computer, communication and control, the field bus featured with ope
4、ning and distribution has been one of the key technologies in modern automatism field. As one of the field buses, CAN (Controller Area Network) is a serial communication network that supports distributed and real time control effectively. CAN very fit interlinkage of monitor and control equipments i
5、n industry process and has been well accepted as the most perspective field bus. A distributed industrial measurement and control system was studied based on CAN field bus. Research content includes as follows: Firstly technologies a summary is made on the development of distributed industrial measu
6、rement and control system and the applications of CAN in distributed industrial measurement and control system, and brief introduction of its characteristics is given. Expatiated on the characteristic of CAN bus, CAN communication protocol, and the chips with CAN support. Secondly according to the c
7、haracteristics of the measurement and control system, provided the overall design plan and the structure feature. Then according to what the system need, mainly design the PC-CAN interface card and the intelligent node. This paper discusses the composing its function modules, the work principle, the
8、 hardware frame, software design and the method of realization of each module. KeywordsCAN Field-bus，Distributed Measure and Control System，PC-CAN interface Card，Intelligent node毕业设计绪论目录摘要、关键词绪论.11 CAN总线的技术规范及结构 .41.1 CAN总线的概述及特点 .41.2 CAN通信协议 .51.3 CAN通信器件支持 .61.3.1 CAN控制器SJA1000 .61.3.2 CAN总线收发器82
9、C250 .102 基于CAN总线的工业测控系统的设计与实现 .112.1 系统总体方案设计 .112.2 系统硬件设计 .112.2.1 上位机CAN总线通信适配卡设计 .112.2.1.1 CAN通信控制电路设计 .122.2.1.2 双口RAM控制电路设计 .132.2.1.3 复位及看门狗电路设计 .142.2.2 智能节点设计 .152.3 系统软件设计 .162.3.1 CAN适配卡软件设计 .162.3.2 智能节点软件设计 .192.3.2.1 初始化子程序 .192.3.2.2 发送子程序 .202.3.2.3 接收子程序 .222.3.2.4 数据溢出处理子程序 .23结束
10、语 .26致谢.27参考文献 .28附录 .29附录1 CAN适配卡硬件电路图 .29附录2 CAN适配卡参考汇编程序清单 .30附录3 智能节点参考汇编程序清单.35毕业设计绪论绪论研究背景及意义随着控制、计算机、通信和网络技术的发展，数据交换技术正在迅速覆盖着工业控制的各个层次，从工厂的现场设备层到系统的控制和管理层。信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，组成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。现场总线是在20世纪80年代中期在国际上发展起来的。随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧降低，计算机与计算机网络系统得到迅速发展，而处于生产过程底层的测控自动化系统，传统的
11、方法采用一对一连线，用电压、电流的模拟量信号进行测量控制，或者采用自封闭式的集散系统，难以实现设备之间以及系统与外界之间的信息交换，使得自动化系统成为“信息孤岛”。要实现整个企业的信息集成，要实施综合自动化，就必须设计出一种能够在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通信系统，形成工厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场总线就是在这种实际需求的驱动下应运而生的。它作为过程自动化、制造自动化、楼宇自动化、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络，沟通了生产过程现场控制设备之间以其更高控制管理层网络之间的联系，为彻底打破自动化系统的“信息孤岛”1创造了条件。现场总线控制系统既是一个开放的通信网络，又是一种全分布式控制系统2。根据IEC标准和现场总线基金会的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输、多分支结构的通信网络。这个网络使用一对简单的双绞线传输现场总线仪表与控制室之间的通信信号，而且还可以对现场总线仪表如：现场总线使用的智能传感器变迭器、智能执行器(如智能调节阀、电子马达)、可编程控制器、可编程调节器等装置均称为现场总线仪表供电。目前国际上有40多种现场总线，但影响较大的主要有Foundation Fieldbu
