基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器

论文摘要

本文介绍了以三菱 M16C/6N 系列单片机为基础、结合 CAN 总线和 USB 总线技术开发的CAN/USB 协议转换器,它为解决 PC 与现场设备远距离通信时存在的通信速率和通信格式的不协调提供了一种实用的范例。通过对 USB 和 CAN 协议的特点分析,本文系统地讲述了开发中采用的一些核心技术,包括转换器硬件和软件设计:根据三菱单片机 M306NBFCTFP 和USB 控制器 USB9604 的特点设计了协议转换器的硬件电路和各种接口电路;运用汇编编程语言,设计了转换器与上位机通信的 USB 固件模块、CAN 通讯模块;运用 C 及 VB 编程语言编写了动态链接库(DLL)和 应用程序(用户操作界面),实现了上位机与现场设备的通信。将上述技术集成,解决了远距离通信时通信速率和通讯格式的不协调问题,同时经过试验得到了正确结果。实测表明协议转换器软硬件相互结合时转换器运行稳定。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 CAN 总线技术
• 1.2.1 CAN 总线介绍
• 1.2.2 CAN 总线协议
• 1.3 USB 总线通信
• 1.3.1 USB 总线简介
• 1.3.2 通信结构
• 1.3.3 传输的基本单元——包
• 1.3.4 包的类型
• 1.3.5 事务处理
• 1.3.6 帧
• 1.3.7 传输类型
• 1.3.8 USB 传输的健壮性
• 第二章 协议转换器的硬件设计
• 2.1 协议转换器的整体设计
• 2.1.1 协议转换器的通信原理
• 2.1.2 协议转换器的整体设计
• 2.2 CAN/USB 协议转换器的硬件设计
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 协议转换器的硬件构成
• 2.2.3 接口
• 第三章 软件设计
• 3.1 固件设计
• 3.1.1 USB 总线枚举
• 3.1.2 USB 端点功能的设定
• 3.1.3 CAN 数据的接收与发送
• 3.1.4 固件控制流程
• 3.2 PC 侧软件设计
• 3.2.1 USB 设备驱动程序
• 3.2.2 PC 侧的CAN API（Application Program Interface）
• 第四章 协议转换器的测试与实验结果
• 4.1 概要
• 4.1.1 调试环境的构成
• 4.2 调试前的准备工作
• 4.3 USB 通讯接口的调试
• 4.3.1 CAN 设定信息的接收和反馈
• 4.3.2 CAN 收信数据的发送（Device→PC）
• 4.4 CAN 通讯调试
• 4.4.1 CAN 数据帧发信功能
• 4.4.2 CAN 数据帧的接收
• 4.4.3 远程帧的接收和数据帧的发送
• 4.4.4 远程帧的发送和数据帧的接收
• 4.5 辅助功能的测试
• 4.6 综合测试
• 4.7 测试结果
• 全文总结与展望
• 致谢
• 硕士期间发表的学术论文
• 参考文献