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基于CANopen的嵌入式下位系统研究

作　者: 张勇
导　师: 赵旦峰
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 现场总线 CANopen 嵌入式移植
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 53次
引　用: 0次
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内容摘要

本文首先分析了CAN总线及CANopen协议,提出了一种在内置CAN控制器的32位微控制器上实现监控系统中的智能CANopen从节点的软硬件解决方案。论文完成了具有CAN总线通讯功能的智能从节点模块的硬件设计,节点具有温度测量和电机控制两种功能。详细分析了STM32F103C8T6内置CAN控制器的工作原理,将实时多任务操作系统μCOS-Ⅱ移植到STM32平台上,并实现模块化软件设计,对CAN报文实现收发,把CANopen各通信对象及主要模块进行了接口函数的标准化封装,论文中给出了软硬件设计的详细电路图和程序流程图。CANopen智能从节点的设计实现了将现场的温度变化数据发送到CAN总线上,接收来主节点的控制和管理命令,驱动电机进行执行,充分发挥CANopen对象字典的优势,实现了主节点对智能从节点的在线灵活配置。最后通过CANopen测试软件对智能从节点模块,在具体应用环境下进行了实际测试,验证了论文提出方案的可行性。测试结果表明模块的CANopen通讯对象在CAN总线上数据传输高效,可靠,封装和解析准确,达到了预期的效果,具有很好的堆广应用价值,验证了论文提出方案的可行性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题的研究背景  9-10
  1.2 现场总线技术现状  10-13
  1.3 国内外本课题研究情况与分析  13-14
  1.4 课题研究的目的和意义  14-15
  1.5 论文内容安排  15-17
第2章 CANOPEN协议概述及系统总体设计  17-23
  2.1 CAN总线  17-18
    2.1.1 CAN总线概述  17
    2.1.2 CAN总线的结构  17-18
    2.1.3 CAN总线的报文传输  18
  2.2 CANOPEN通讯协议  18-20
    2.2.1 CANOPEN协议概述  18-19
    2.2.2 CANOPEN通信模型  19
    2.2.3 CANOPEN的对象字典  19-20
  2.3 系统总体结构设计  20
  2.4 系统的硬件设计  20-21
  2.5 系统的软件设计  21-22
  2.6 本章小结  22-23
第3章从站系统的软硬件设计  23-44
  3.1 硬件设计  23-36
    3.1.1 微处理器选择  23-25
    3.1.2 主要子功能模块设计  25-36
    3.1.3 硬件PCB设计  36
  3.2 软件设计  36-43
    3.2.1 从站开发工具选择  36
    3.2.2 从站嵌入式系统选择  36-37
    3.2.3 从站软件模型设计  37-38
    3.2.4 CAN报文通讯的实现  38
    3.2.5 CANOPEN协议栈的实现  38-41
    3.2.6 μCOS-Ⅱ功能设计  41
    3.2.7 主要功能设计  41-43
  3.3 本章小结  43-44
第4章从站系统的调试与测试  44-50
  4.1 测试方案  44
  4.2 测试环境  44-46
  4.3 测试结果及分析  46-49
  4.4 本章小结  49-50
结论  50-51
参考文献  51-53
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  53-54
致谢  54-55
个人简历  55

基于CANopen的嵌入式下位系统研究

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