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《基于STM32的CAN總線通信設(shè)計(jì)_亢雪琳》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、摘要基于STM32的CAN總線通信設(shè)計(jì)分散式工業(yè)控制系統(tǒng)作為工業(yè)控制領(lǐng)域里最具活力的分支，依靠著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和集成電路技術(shù)的進(jìn)步，在工業(yè)控制領(lǐng)域取得了迅速的發(fā)展。控制的多元化，系統(tǒng)的分散化都對(duì)系統(tǒng)的可靠性和靈活性提出了更高的要求。典型的分散式控制系統(tǒng)的組成部分包括：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，接口與計(jì)算設(shè)備以及通信設(shè)備。無(wú)論是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，還是醫(yī)療儀器，交通建筑領(lǐng)域，對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的通信的要求都也越來(lái)越高?？刂破骶钟蚓W(wǎng)（CAN—ControllerAreaNetwork）是由BOSCH公司率先推出的一種多主機(jī)局域網(wǎng)，它成功的滿
2、足了系統(tǒng)對(duì)靈活性和可靠性的高要求，迅速成為公認(rèn)的最具前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。起初，汽車中多個(gè)控制器和測(cè)試儀器間的數(shù)據(jù)交換越來(lái)越復(fù)雜，引發(fā)了對(duì)一種多主機(jī)數(shù)據(jù)總線的需求，該總線要能很好的滿足控制器間數(shù)據(jù)交換的要求，讓每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以作為主機(jī)通信，CAN總線技術(shù)因此發(fā)展起來(lái)。CAN總線[4]。CAN總線技術(shù)摒棄了傳統(tǒng)的站地的通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維址編碼，通信速率可達(dá)1Mb/s。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)塊的編碼使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)理論上不受限。CAN協(xié)議所具有的CRC檢驗(yàn)功能保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié)，在保證
3、了控制命令等長(zhǎng)度要求又不占用過(guò)長(zhǎng)的總線時(shí)間，系統(tǒng)通信的實(shí)時(shí)性能提高。CAN協(xié)議所具有的位仲裁機(jī)制可以保證實(shí)現(xiàn)總線分配時(shí),避免兩個(gè)站在同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)所形成的沖突碰撞。由于CAN總線協(xié)議的高可靠性和靈活性，目前基于各種控制芯片下的CAN通信系統(tǒng)層出不窮，這些開(kāi)發(fā)出來(lái)的系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于檢測(cè)，監(jiān)視，記錄各種信號(hào)，如汽車通信系統(tǒng)中，溫度濕度檢測(cè)系統(tǒng)等等，都在實(shí)際應(yīng)用中取得了穩(wěn)定可靠的效果。本文介紹了基于STM32的CAN總線通信設(shè)計(jì)，在眾多32位微處理器中，STM32系列是基于專為嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的ARMCortex－M3內(nèi)
4、核，有著性能出眾，外設(shè)豐富的優(yōu)越性能，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及消費(fèi)類電子產(chǎn)品生產(chǎn)中。使用STM32作為主控芯片構(gòu)建高性能的CAN總線通信系統(tǒng)，將更有利于滿足生產(chǎn)實(shí)踐中的高可靠性要求。本文對(duì)CAN總線技術(shù)做了比較詳細(xì)的介紹，對(duì)基于STM32控制下的CAN通信進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析，對(duì)每一步工作進(jìn)行了記錄和總結(jié)，本文的主要工作有以下內(nèi)容：一、CAN總線技術(shù)介紹本文的第一步工作就是對(duì)CAN總線技術(shù)進(jìn)行全面細(xì)致的研究和學(xué)習(xí)。對(duì)CAN總線I技術(shù)的發(fā)展和特點(diǎn)做了總結(jié)。詳細(xì)介紹了CAN協(xié)議的層結(jié)構(gòu)，報(bào)文格式，錯(cuò)誤和優(yōu)先級(jí)仲裁等概念。二、CA
5、N通信的總體設(shè)計(jì)提出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，構(gòu)建基于STM32的CAN通信設(shè)計(jì)的基本框架和實(shí)現(xiàn)功能，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架，硬件設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)部分。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)部分包括：STM32主控芯片的性能和各個(gè)CAN通信模塊功能介紹，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分包括：系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹，系統(tǒng)初始化過(guò)程，主程序設(shè)計(jì)流程，CAN模塊初始化等。三、調(diào)試與總結(jié)對(duì)STM32控制器的調(diào)試，主要進(jìn)行了以下幾點(diǎn)的調(diào)試：系統(tǒng)的初始化和消息的接收和發(fā)送等。調(diào)試確保了控制器節(jié)點(diǎn)間能夠正常通信。調(diào)試和實(shí)驗(yàn)后，基于STM32的CAN總線通信工作基本正
6、常，運(yùn)行結(jié)果符合最初設(shè)計(jì)目標(biāo)和預(yù)期效果，這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的完成作為CAN總線技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域成功應(yīng)用的很好實(shí)例，同時(shí)也為CAN總線協(xié)議在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域增添了依據(jù)。關(guān)鍵詞：CAN總線通信、STM32、MCP2515、嵌入式系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線IIAbstractTheDesignofCANBusCommunicationbasedonSTM32Distributedindustrialcontrolsystemisoneofthemostdynamicpartinthefieldofindustrialcontrol.De
7、pendingonthefastdevelopedtechnologyofcomputerhardwareandsoftwareandprogressofintegratedcircuittechnique,Distributedindustrialcontrolsystemhasachievedrapiddevelopmentinthefieldofindustrialcontrolarea.Thediversityofcontrolanddiversificationofsystemenhancethedema
8、ndonsystemreliabilityandflexibility.Atypicaldistributedcontrolsystemincludesfielddevices,interface,computingequipments,andcommunicationsequipments.Communicationdemandofindustrialco
