基于现场总线的工业通信系统的研究与开发

论文摘要

本文详细分析了CAN总线的国际标准ISO11898的通信协议。并在分析协议的基础上采用有限状态机对协议进行了形式化的描述。并通过描述对CAN总线协议建立了形式化模型,主要建立了CAN节点的发送、接收、以及故障状态模型。而且在形式化模型的基础上,对总线系统的主要通信性能进行了尝试性的仿真分析。在以上研究的基础上,充分利用CAN总线控制器SJA1000、CAN总线驱动器TJA1040、以及AT89C51单片机设计完成通信节点模块硬件以及软件设计。且在上位机采用标准串行通信RS-232实现与PC机的通信。构建了CAN总线的最小的通信系统。本系统充分发挥了CAN总线的数据通信可靠性、实时性和灵活性,经过调试实现了CAN总线通信系统的数据通信。此系统对于CAN组成的工业通信系统具有通用性和可移植性。

论文目录

• 提要
• 第一章 工业通信系统的概述
• 1.1 工业通信系统的发展过程
• 1.2 现场总线概念
• 1.3 课题相关技术的现状以及发展前景
• 1.4 论文主要研究内容以及章节安排
• 第二章 CAN 通信协议的形式化建模与分析
• 2.1 CAN 总线通信协议的分析
• 2.2 协议的形式化描述
• 2.3 CAN 总线通信系统的仿真
• 2.4 本章小结
• 第三章 CAN 总线设计相关芯片介绍
• 3.1 CAN 总线控制器SJA1000 简介
• 3.2 CAN 总线驱动器TJA1040 简介
• 3.3 本章小结
• 第四章 CAN 通信系统的设计与实现
• 4.1 最小通信系统的组成
• 4.2 下位机智能节点的设计与开发
• 4.3 上位机节点的设计与开发
• 4.4 CAN 通信系统的软件实现
• 4.5 本章小结
• 第五章 通信系统的调试
• 5.1 CANALYST CAN 分析仪器
• 5.2 CAN 总线系统的调试
• 5.3 本章小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢