基于USB接口的CAN总线通信适配器的研究和应用

论文题目: 基于USB接口的CAN总线通信适配器的研究和应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 轮机工程

作者: 孙超

导师: 张均东

关键词: 总线,通信适配器

文献来源: 大连海事大学

发表年度: 2005

论文摘要: 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是计算机技术、通信技术和控制技术高度综合与集成的产物,是一种开放式和分布式的新模式。 CAN(控制器局域网)属于现场总线的范畴,是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。 USB(通用串行总线)具有传输速度快、可靠性高、使用灵活等优点,作为一种通信接口规范,他被广泛地应用在PC外设和便携式系统中。 本文首先充分研究CAN总线技术和详细分析其2.0B协议,然后介绍USB技术,在此研究的基础上,充分发挥CAN总线技术和USB接口技术的优点,设计出基于USB接口的CAN总线通信适配器,实现对原有的CAN总线网络系统中的使用其他接口协议的适配器的升级和扩展。在论文中,重点介绍基于USB接口的CAN总线通信适配器的硬件设计,其次介绍该通信适配器的软件开发思想,最后给出该通信适配器在船舶监控系统中的应用,同时介绍船舶监控系统最近的发展。 论文第一部分详细介绍CAN现场总线技术。 第二部分介绍了USB接口技术和USB协议。 第三部分是本文的重点,在研究分析CAN现场总线技术和USB接口技术的基础上,设计基于USB接口的CAN总线通信适配器,在介绍该通信适配器使用的两个核心元器件PDIUSBD12和SJA1000的同时给出它们的设计。 第四部分给出该通信适配器的软件设计思想。 第五部分给出其应用和介绍船舶监控系统最近发展成果IPMS。

论文目录:

第1章 引言

1.1 研究课题的背景

1.2 研究课题的提出

1.3 论文的结构

第2章 CAN现场总线技术

2.1 什么是现场总线

2.2 现场总线产生的背景

2.3 现场总线技术特点和优点

2.3.1 系统的开放性和互可操作性

2.3.2 现场设备的智能化与功能自治化

2.3.3 系统结构的高度分散性

2.3.4 对现场环境的适应性

2.4 CAN总线概述

2.5 CAN总线的特点

2.6 CAN的分层结构

2.7 帧格式

2.8 帧类型

2.8.1 数据帧

2.8.2 远程帧

2.8.3 出错帧

2.8.4 超载帧

2.9 基于“多主竞争总线仲裁”的通信方式

第3章 USB技术简介

3.1 体系结构概述

3.1.1 USB的设计目标

3.1.2 USB系统的描述

3.1.3 USB的电气特性

3.1.4 USB的机械特性

3.2 USB总线协议

3.3 系统设置

3.3.1 USB设备的安装

3.3.2 USB设备的拆卸

3.3.3 总线标号

3.4 USB的逻辑结构

3.5 数据流的种类

3.5.1 控制传输

3.5.2 批量传输

3.5.3 中断传输

3.5.4 同步传输

第4章 通信适配器的硬件设计

4.1 概述

4.2 D12芯片的电路设计

4.2.1 D12芯片简介

4.2.2 芯片管脚说明

4.2.3 D12芯片与单片机的连接

4.2.4 D12芯片操作指令简介

4.3 SJA100芯片电路设计

4.3.1 SJA1000芯片介绍

4.3.2 SJA1000芯片电路

第5章 通信适配器的软件设计

5.1 WDM简介

5.1.1 驱动程序的调用

5.1.2 PDO和FDO

5.1.3 驱动程序的识别

5.2 IRP的处理

5.2.1 IRP的结构

5.2.2 IRP参数

5.2.3 IRP的可重入性与互锁

5.3 驱动程序的结构

5.3.1 驱动程序入口点和回调例程

5.3.2 创建设备

5.3.3 打开文件请求的处理

5.3.4 处理Win32程序输入/输出请求

5.3.5 设备IO控制的实现

5.3.6 即插即用的实现

5.4 驱动程序的中断级

5.6 固件程序简介

5.7 固件程序的结构

5.7.1 硬件提取层

5.7.2 PDIUSBD12命令接口

5.7.3 中断服务程序

5.7.4 标准请求与厂商请求

5.7.5 主循环程序

第6章 通信适配器在船舶监控系统中的应用

6.1 船舶监控系统发展简介

6.2 该通信适配器在船舶监控系统中的应用

6.3 船舶监控系统最新发展

第7章 结论

攻读学位期间公开发表的论文

致谢

参考文献

研究生履历

发布时间: 2005-10-13

参考文献

• [1].基于CAN的船载导航设备通讯系统测试端的设计与实现[D]. 张萌.天津大学2006
• [2].基于USB和CAN总线技术的船舶数据采集系统[D]. 于晓海.大连海事大学2005
• [3].基于CAN的船用焚烧炉控制装置的研究与设计[D]. 宋瑞.武汉理工大学2010
• [4].基于CAN总线的船舶电站自动控制装置的设计[D]. 王杰.大连海事大学2007
• [5].基于CAN总线船舶机舱监测报警系统的研究[D]. 柳霆.大连海事大学2013
• [6].基于CAN总线冗余的机舱监测报警系统研制[D]. 周耀.武汉理工大学2012
• [7].基于CAN总线的船舶机舱监控网络系统的研究[D]. 崔萌.大连海事大学2000
• [8].基于CAN总线的船舶机舱延伸报警系统设计[D]. 刘玉立.大连海事大学2015
• [9].基于CAN总线的船舶机舱监控报警系统的研究[D]. 韩小东.大连海事大学2016
• [10].嵌入式CAN总线与以太网冗余网关的设计与实现[D]. 刘闯.大连海事大学2016

相关论文

• [1].基于CAN总线的分布式控制系统的研究[D]. 董双燕.汕头大学2005
• [2].基于CAN总线的汽车车灯控制网络研究[D]. 李洪波.哈尔滨理工大学2005
• [3].基于CAN总线的智能卡系统的研究与开发[D]. 熊晨阳.山东大学2005
• [4].基于CAN总线的数据传输模块设计[D]. 王楠.内蒙古大学2005

标签：总线论文;  通信适配器论文;