基于CANopen的嵌入式下位系统研究

论文摘要

本文首先分析了CAN总线及CANopen协议,提出了一种在内置CAN控制器的32位微控制器上实现监控系统中的智能CANopen从节点的软硬件解决方案。论文完成了具有CAN总线通讯功能的智能从节点模块的硬件设计,节点具有温度测量和电机控制两种功能。详细分析了STM32F103C8T6内置CAN控制器的工作原理,将实时多任务操作系统μCOS-Ⅱ移植到STM32平台上,并实现模块化软件设计,对CAN报文实现收发,把CANopen各通信对象及主要模块进行了接口函数的标准化封装,论文中给出了软硬件设计的详细电路图和程序流程图。CANopen智能从节点的设计实现了将现场的温度变化数据发送到CAN总线上,接收来主节点的控制和管理命令,驱动电机进行执行,充分发挥CANopen对象字典的优势,实现了主节点对智能从节点的在线灵活配置。最后通过CANopen测试软件对智能从节点模块,在具体应用环境下进行了实际测试,验证了论文提出方案的可行性。测试结果表明模块的CANopen通讯对象在CAN总线上数据传输高效,可靠,封装和解析准确,达到了预期的效果,具有很好的堆广应用价值,验证了论文提出方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 现场总线技术现状
• 1.3 国内外本课题研究情况与分析
• 1.4 课题研究的目的和意义
• 1.5 论文内容安排
• 第2章 CANOPEN协议概述及系统总体设计
• 2.1 CAN总线
• 2.1.1 CAN总线概述
• 2.1.2 CAN总线的结构
• 2.1.3 CAN总线的报文传输
• 2.2 CANOPEN通讯协议
• 2.2.1 CANOPEN协议概述
• 2.2.2 CANOPEN通信模型
• 2.2.3 CANOPEN的对象字典
• 2.3 系统总体结构设计
• 2.4 系统的硬件设计
• 2.5 系统的软件设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 从站系统的软硬件设计
• 3.1 硬件设计
• 3.1.1 微处理器选择
• 3.1.2 主要子功能模块设计
• 3.1.3 硬件PCB设计
• 3.2 软件设计
• 3.2.1 从站开发工具选择
• 3.2.2 从站嵌入式系统选择
• 3.2.3 从站软件模型设计
• 3.2.4 CAN报文通讯的实现
• 3.2.5 CANOPEN协议栈的实现
• 3.2.6 μCOS-Ⅱ功能设计
• 3.2.7 主要功能设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 从站系统的调试与测试
• 4.1 测试方案
• 4.2 测试环境
• 4.3 测试结果及分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历