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硬件設計開(kāi)題報告
硬件的功能是輸入并存儲程序和數據，以及執行程序把數據加工成可以利用的形式。以下是小編為您整理的硬件設計開(kāi)題報告相關(guān)資料，歡迎閱讀！
一、題目背景和意義
1.題目：?jiǎn)纹瑱CCAN總線(xiàn)系統的通信硬件設計
2.題目背景和意義：CAN是控制器局域網(wǎng)（Controller Area Network）的縮寫(xiě)，它是由德國B(niǎo)osch公司為汽車(chē)應用而開(kāi)發(fā)的多主機局部網(wǎng)絡(luò )。主要應用在汽車(chē)的監測和控制方面。最初的開(kāi)發(fā)只是為了解決汽車(chē)上數量眾多的電子設備之間的通信問(wèn)題，減少電子設備之間繁多的信號線(xiàn)問(wèn)題。于是設計了一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)，使所有的外圍器件可以被掛接在該總線(xiàn)上。
現在它已經(jīng)成為了一種技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善、成本較低的網(wǎng)絡(luò )通信控制方式，CAN總線(xiàn)廣泛應用于汽車(chē)工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制、安防監控、工程機械、醫療器械、樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域。如今，CAN總線(xiàn)是唯一成為國際標準的現場(chǎng)總線(xiàn)，也是國際上應用最廣泛的的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。
二、國內外研究現狀
在國內外的研究設計報告中，CAN總線(xiàn)突顯了它的可靠性、實(shí)時(shí)性、靈活性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應用。CAN（Controller Area Network）總線(xiàn)是一種新型的現場(chǎng)總線(xiàn)，它繼承了現場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，也突出了他的性能、可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性不凡的優(yōu)點(diǎn)。它的應用范圍也擴大到了航空航天、工業(yè)控制、傳感器等多種領(lǐng)域。通過(guò)報文濾波，CAN總線(xiàn)可以避免專(zhuān)門(mén)的調度，便能實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)、單對多及全局廣播等多種方式的數據傳輸，大大減輕了系統軟件運行的負擔，它是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò )。它的總線(xiàn)規范成為了唯一的國際標準的現場(chǎng)總線(xiàn)。
CAN總線(xiàn)具備以下主要優(yōu)點(diǎn)：
�。�1） 成本低廉。
�。�2） 數據傳輸速率高（最高可達1Mbit/s），數據傳輸距離遠(最遠可達10Km)。
�。�3） 采用無(wú)破壞性總線(xiàn)優(yōu)先級仲裁技術(shù)，仲裁的依據來(lái)自數據塊的標識符。
�。�4） 借助驗收濾波器的多地址幀傳遞、具有遠程數據請求功能
�。�5） 采用載波偵聽(tīng)和CRC效驗技術(shù)，具有可靠的錯誤檢測和出錯處理功能。
�。�6） 發(fā)送的信息遭遇破壞后，可以自動(dòng)重發(fā)，脫離總線(xiàn)的節點(diǎn)不影響總線(xiàn)的正常工作。
CAN總線(xiàn)目前在國內采用RS-485系統的比較多。而目前流行的CAN總線(xiàn)硬件有兩個(gè)方案：一種是獨立的CAN控制器，另一種是片上帶有CAN的微控制器，如P87C591、LPC2294等。
三、主要內容與待解決的問(wèn)題
本設計采用DC+5V的電壓供電，運用AT89C52單片機、CAN總線(xiàn)控制器SJA1000、CAN總線(xiàn)收發(fā)器、采用DC/DC電源隔離模塊B0505D-1W 實(shí)現電源隔離。
實(shí)現兩板之間的數據傳輸，A開(kāi)發(fā)板發(fā)送數據，B開(kāi)發(fā)板接收數據。單片機定時(shí)檢測A開(kāi)發(fā)板上的4個(gè)按鍵狀態(tài)，可以通過(guò)CAN總線(xiàn)把按鍵的狀態(tài)字發(fā)送給B開(kāi)發(fā)板。
四、設計方法與實(shí)施方案
1、本系統主要分為七個(gè)部分構成：微控制器89C52作為節點(diǎn)控制器，獨立CAN總線(xiàn)通信控制器SJA1000和高性能CAN總線(xiàn)收發(fā)器TJA1040芯片、DC/DC電源隔離模塊、高速光電耦合器6N137、串口芯片MAX232電路、按鍵及LED燈顯示電路。
2、本系統是通過(guò)AT89C52單片機控制SJA1000的方式，對SJA1000的控制通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)它的內部寄存器來(lái)實(shí)現。對其操作時(shí)，可以通過(guò)片選選中SJA1000，對SJA1000的內部寄存器地址進(jìn)行讀取和寫(xiě)入控制。SJA1000的AD0～AD7連接到89C52的P0口，其CS引腳對應89C52的P2.7口，當其為低電平，單片機選中SJA1000。SJA1000的RD、WR、ALE分別與89C52的對應引腳相連。SJA1000的INT引腳接89C52的INT0,單片機可以通過(guò)中斷方式問(wèn)SJA1000。
把SJA1000的TX0和RX0引腳通過(guò)高速光耦6N137與TJA1040的引腳TXD和RXD相連，從而實(shí)現總線(xiàn)上各CAN節點(diǎn)間的電氣隔離，增強了CAN總線(xiàn)的抗干擾能力。
在TJA1040的CANH和CANL引腳之間各通過(guò)一個(gè)5Ω的電阻與CAN總線(xiàn)相連接。電阻起到一定的限流作用。CANH和CANL與地之間各并聯(lián)30pF電容起到濾除總線(xiàn)上的高頻干擾作用。
用串口芯片MAX232實(shí)現CAN總線(xiàn)轉232串口數據轉換功能。
通過(guò)按鍵及LED燈顯示電路用于向CAN總線(xiàn)上發(fā)送不同的數據，以及顯示接受到的數據狀態(tài)。
五、進(jìn)度計劃
六、參考資料
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