基于CAN总线的船用灯光控制系统的设计和实现

论文摘要

本论文是结合具体的研发项目写成的。采用CAN现场总线技术作为本灯光控制系统的通讯工具。系统中还采用了计算机、控制和电路设计等多领域的较先进的技术,使系统具有较完备的控制功能和丰富的监测功能,具有稳定的性能、友好的界面和优良的性能价格比。本文首先给出了系统的总体规划设计。按照系统的功能要求设计出系统的组成结构并给予原理上的分析,同时阐述了系统要选用的CAN网络结构。然后本文把完整的系统设计分为三部分来阐述。首先从搭建系统硬件平台开始,以模块化的方式分别阐述了AT89S52主控制电路、CAN总线接口电路、A/D转换电路、LED灯具PWM驱动电路等重要的硬件组成部分。然后阐述了系统CAN通信参数和通信协议的制定,最后植入软件部分的设计。其中重点介绍了CAN总线通讯、LED灯具PWM驱动、故障检测等模块。该系统经过反复的调试,已取得了不错的效果。把它作为船上作业的辅助装置,不仅可以大大提高船上作业的效率,同时又能给轮船提供一定的安全保障。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及应用意义
• 1.2 控制系统的结构发展概况
• 1.3 现场总线介绍
• 1.3.1 现场总线的概念
• 1.3.2 现场总线的结构
• 1.3.3 现场总线的特点
• 1.3.4 主要的现场总线技术
• 1.4 论文的具体内容安排
• 第2章 系统总体设计
• 2.1 系统功能要求
• 2.2 系统总体结构及原理说明
• 2.2.1 总体结构
• 2.2.2 原理说明
• 2.3 控制箱系统组成结构及其原理说明
• 2.3.1 组成结构
• 2.3.2 原理说明
• 2.4 下位机灯具组成结构及其原理说明
• 2.4.1 组成结构
• 2.4.2 原理说明
• 2.5 网络结构
• 2.5.1 常见CAN网络结构及其特点
• 2.5.2 CAN环形网络及其优点
• 2.5.3 双冗余的必要性及实现方式
• 2.6 本章小结
• 第3章 系统硬件设计与实现
• 3.1 主控制器电路
• 3.1.1 主控制器AT89S52
• 3.1.2 看门狗复位电路
• 3.2 CAN总线接口电路
• 3.2.1 SJA1000控制器
• 3.2.2 PCA82C250驱动器
• 3.2.3 CAN总线接口电路实现
• 3.3 A/D转换电路
• 3.3.1 ADC0809介绍
• 3.3.2 A/D转换电路实现
• 3.4 灯具PWM驱动电路
• 3.5 I/O接口电路
• 3.5.1 输入接口的扩展
• 3.5.2 输出接口的扩展
• 3.6 本章小结
• 第4章 系统CAN通信参数及通信协议制定
• 4.1 CAN总线介绍
• 4.1.1 CAN总线的电气特性
• 4.1.2 MAC帧结构
• 4.1.3 CAN通信协议层次结构及解析
• 4.2 系统CAN通信参数设定
• 4.3 系统CAN通讯协议制定
• 4.4 本章小结
• 第5章 系统软件设计与实现
• 5.1 控制箱系统软件设计
• 5.1.1 软件设计流程
• 5.1.2 子程序设计
• 5.2 下位机灯具软件设计
• 5.2.1 软件设计流程
• 5.2.2 CAN总线通讯
• 5.2.3 灯具PWM驱动
• 5.2.4 故障检测
• 5.3 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