基于C AN的嵌入式PL C的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)的進(jìn)步,可編程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)已得到極大的發(fā)展,但一般PLC已不能滿足現(xiàn)代工控追求個(gè)性化和差異化要求,而具有開放的體系結(jié)構(gòu)、強(qiáng)大的通信能力、更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力的嵌入式PLC能夠滿足現(xiàn)代工控的要求,并成為PLC的重要發(fā)展方向[1]?？刂破骶钟蚓W(wǎng)(Controller Area Network, C AN)具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性,而且是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線之一,在工控

2、領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。本文采用基于ARM-FPGA結(jié)構(gòu)的嵌入式PLC系統(tǒng)作為研究對(duì)象,進(jìn)行基于CAN的嵌入式PLC通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。主要針對(duì)該系統(tǒng)的四個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、上位機(jī)、手持編程器以及PLC主機(jī)進(jìn)行CAN通信設(shè)計(jì),在分析這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)、通訊特點(diǎn)和要求的基礎(chǔ)之上,實(shí)現(xiàn)四個(gè)節(jié)點(diǎn)的成功通信。主要成果如下:
　　(1)CAN關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì),針對(duì)系統(tǒng)的需求,設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)有關(guān)CAN總線的整體解決方案,包括給出傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞绞?/p>

3、、濾波模式、錯(cuò)誤處理方法并針對(duì)系統(tǒng)通信特點(diǎn),設(shè)計(jì)了C AN標(biāo)識(shí)符和C AN擴(kuò)展協(xié)議。
　　(2)硬件設(shè)計(jì),給出四個(gè)節(jié)點(diǎn)CAN通信的總體硬件設(shè)計(jì)方案,其中針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)、手持編程器和PLC主機(jī)提出采用LPC2478自帶CAN控制器和TJA1040作為CAN收發(fā)器連接到CAN網(wǎng)絡(luò),而上位機(jī)采用USB轉(zhuǎn)CAN適配器連接到CAN網(wǎng)絡(luò),重點(diǎn)介紹了PLC主機(jī)的硬件接口電路設(shè)計(jì),包括最小系統(tǒng)、鍵盤和LED模塊、通信模塊、存儲(chǔ)模塊等外圍接口電路的設(shè)

4、計(jì)。
　　(3)軟件設(shè)計(jì),給出四個(gè)節(jié)點(diǎn)的總體軟件設(shè)計(jì)方案,其中針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)、手持編程器和 PLC主機(jī)提出采用uC/OS-II操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信軟件設(shè)計(jì)而上位機(jī)采用CANTools.exe軟件實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì),重點(diǎn)介紹了PLC主機(jī)軟件設(shè)計(jì),包括uC/OS-II操作系統(tǒng)的移植、系統(tǒng)引導(dǎo)代碼和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì),同時(shí)針對(duì)C AN擴(kuò)展協(xié)議詳細(xì)介紹了CAN編碼解碼以及決策處理程序代碼,最后給出PLC主機(jī)、手持編程器和監(jiān)控系統(tǒng)在uC/O S-II操作系統(tǒng)