激情欧美日韩一区二区,浪货撅高贱屁股求主人调教视频,精品无码成人片一区二区98,国产高清av在线播放,色翁荡息又大又硬又粗视频

CAN智能節點(diǎn)的設計

時(shí)間:2024-07-30 12:21:07 理工畢業(yè)論文 我要投稿

CAN智能節點(diǎn)的設計

摘要:CAN總線(xiàn)是一種流行的實(shí)時(shí)性現場(chǎng)總線(xiàn),文中提出了一種基于MSP430單片機,并以MCP2510為CAN控制器的智能節點(diǎn)設計方案,該方案利用MSP430通過(guò)標準SPI接口可實(shí)現對MCP2510的控制,并能夠完全實(shí)現CAN總線(xiàn)規范。

1 引言

CAN總線(xiàn)是控制器局域網(wǎng)(Controller Area Net-work)總線(xiàn)的簡(jiǎn)稱(chēng),它屬于現場(chǎng)總線(xiàn)范疇,是一種能有效支持分布式控制或實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò ),它可將掛接在現場(chǎng)總線(xiàn)上作為網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的智能設備連接成網(wǎng)絡(luò )系統,并進(jìn)一步構成自動(dòng)化系統,從而實(shí)現基本的控制、補償、計算、參數修改、報警、顯示、監控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動(dòng)化功能。

CAN總線(xiàn)智能節點(diǎn)在分布式控制系統中起著(zhù)承上啟下的作用。它位于傳感器和執行機構所在的現場(chǎng),一方面和上位機(PC或者工控機)進(jìn)行通信,以完成數據交換;另一方面又可根據系統的需要對現場(chǎng)的執行機構或者傳感器進(jìn)行控制和數據采集。它常常將一些簡(jiǎn)單的過(guò)程控制程序放在底層模塊中,從而減少了通信量,提高了系統控制的實(shí)時(shí)性。因此,智能化模塊設計在CAN系統中有著(zhù)十分重要的作用。

本文將給出一種用MSP430單片機和MCP2510 CAN控制器組成的總線(xiàn)智能節點(diǎn)的設計方案(見(jiàn)圖1),該方案中的單片機和CAN控制器通過(guò)標準的SPI接口進(jìn)行通信,因此,該節點(diǎn)能夠完成對被控器件的數據采集上報,并接受上位機的命令,進(jìn)而進(jìn)行解析以完成對執行機構的控制。為了調試簡(jiǎn)單,本方案作了一些改動(dòng):一是使MCP2510工作在環(huán)回模式,也就是數據由發(fā)送緩存直接發(fā)送到接收緩存,由于不經(jīng)過(guò)CAN收發(fā)器和CAN總線(xiàn),而只是使用了它的一個(gè)發(fā)送緩存和一個(gè)接收緩存,因而方便了調試;二是把被控器件的數據采集和對執行機構的控制部分略去,而這些功能在以后可以方便地添加,這樣,在實(shí)際使用時(shí),只要對程序稍作修改就可應用。

2 硬件設計

本設計的整個(gè)接口模塊主要由兩部分組成:CAN控制器MCP2510和微控制器MSP430。圖2所示是該智能節點(diǎn)的部分電路硬件原理圖。下面對主要部分功能作一介紹。

2.1 MSP430F1232簡(jiǎn)介

MSP430系列微控制器是TI公司推出的功能強大的超低功耗16位微處理器。它集成了豐富的片上外圍資源,因而開(kāi)發(fā)方式十分簡(jiǎn)便,可以用C語(yǔ)言編寫(xiě)出效率很高的程序。所選MSP430F1232的工作電壓為1.8~3.6V,內含8kB FLASH存儲空間。片內集成了看門(mén)狗定時(shí)器(WTD)、基本時(shí)鐘模塊、US-ART、10位ADC、和帶有3個(gè)捕獲/比較器的16位定時(shí)器,因而片上資源十分豐富,完全可以滿(mǎn)足一般的需要,同時(shí)減少了設計的復雜度。與其它單片機相比,MSP430的I/O端口功能更強,可實(shí)現雙向的輸入、輸出,并可完成一些特殊的功能,如A/D轉換、捕獲比較等;另外,它還可以實(shí)現I/O的各種中斷。

本設計中,MSP430的作用有兩個(gè):一是對執行機構的控制以及對輸入模擬量或者開(kāi)關(guān)量的信號采集;二是利用UART模塊通過(guò)SPI模式與MCP2510通信并控制MCP2510以實(shí)現CAN規范。

2.2 MCP2510簡(jiǎn)介

MCP2510?1?是Microchip公司推出的功能很強的CAN控制器芯片,它支持CAN1.2、2.0A及2.0B規范;其內部結構見(jiàn)圖3所示。該芯片內含3個(gè)發(fā)送緩存和2個(gè)接收緩存,可以對發(fā)送優(yōu)先級進(jìn)行管理,可濾除無(wú)用信息,MCP2510有6個(gè)可編程濾波器,而且中斷資源十分豐富。最可貴的是,它可以通過(guò)標準的SPI接口與微控制器進(jìn)行通信,從而放寬了MCU的選擇范圍?使得所有單片機都有接入的可能。

MCP2510的主要功能是在MCU的控制下實(shí)現CAN規范,它內部的所有寄存器和控制寄存器都映射到一個(gè)地址表上,MCU可以使用相應的命令格式通過(guò)標準的SPI接口來(lái)完成對MCP2510的初始化、工作狀態(tài)的控制以及數據的讀寫(xiě)。此外,MCP2510產(chǎn)生的中斷還可以反饋給MCU來(lái)處理。

2.3 系統時(shí)鐘

由于MSP430的時(shí)鐘頻率決定著(zhù)指令周期,因而該時(shí)鐘直接影響SPI接口的速率。MSP430F1232有兩個(gè)可選的時(shí)鐘:一是外部低速32.768kHz的時(shí)鐘晶體;二是采用內部數控DCO的可調頻率。本設計直接采用它內部的數控DCO作為它的主時(shí)鐘MCLK和SMCLK,由于直接工作在800kHz,因而免去了使用晶體。MCP2510采用標準的4MHz晶體。MSP430中USART模塊的CLK可由系統時(shí)鐘分頻得到,速率設定也十分方便。實(shí)際上,MCP2510輸出到總線(xiàn)的速率也可通過(guò)設置內部寄存器的控制分頻系數來(lái)調節。

此外,由于MCP2510的輸出信號驅動(dòng)能力不夠,而且與CAN總線(xiàn)物理接口的要求存在很大的差異,所以,在實(shí)際應用中必須使用CAN收發(fā)器(如MCP2551等),它可支持的CAN速率最高可達1Mbps,而且容錯能力很強。此外,它內部還有很強的保護電路,可以防止總線(xiàn)的其它節點(diǎn)對它的影響。

3 軟件設計

在進(jìn)行本系統節點(diǎn)的軟件設計前,首先簡(jiǎn)要說(shuō)明一下MCP2510的指令格式,MCP2510的5條指令如表1所列。

表1 MCP2510指令格式

指 令指令格式

【CAN智能節點(diǎn)的設計】相關(guān)文章:

基于單片機的CAN智能總線(xiàn)節點(diǎn)的設計03-07

基于A(yíng)DμC812的CAN總線(xiàn)智能節點(diǎn)的設計03-19

基于C8051F314單片機和MCP2515的CAN智能節點(diǎn)設計03-07

基于雙口RAM的LonWorks智能通信節點(diǎn)設計03-18

基于PCI總線(xiàn)的CAN卡的設計與實(shí)現03-18

CAN中繼器設計及其應用03-18

基于CAN總線(xiàn)的汽車(chē)液晶儀表設計03-07

智能無(wú)線(xiàn)防盜系統的設計03-18

PROFIBUS-DP轉CAN通信接口模塊的設計11-22

激情欧美日韩一区二区,浪货撅高贱屁股求主人调教视频,精品无码成人片一区二区98,国产高清av在线播放,色翁荡息又大又硬又粗视频