CAN-RS485协议转换网关的设计.doc

摘要
随着科学技术的发展,现场总线技术在各领域中得到越来越广泛的应用。现场总线技术以其实时、可靠、低成本、使用方便等特点,在控制现场层得到广泛的应用。其中CAN总线与其它几种现场总线比较而言,是最容易实现、价格最为低廉的一种,但其性能并不比其它现场总线差。在实际应用中,大多数控制器和设备通信所使用的仍是传统的RS485。因此,为了将这些设备纳入现场总线的控制网络,研究现场总线与RS485之间的协议网关很有必要。
本文主要设计了CAN总线与RS485之间的网关。通过对现场总线技术的应用现状的分析,建立了基于网关的工业网络化控制系统结构模型,主要采用AT89S51单片机和SJA100控制器开发设计了网关硬件,完成CAN-RS485协议转换网关的软件设计开发,并调试实现了CPU与RS485之间的数据交互。
关键词:现场总线;CAN;RS485;网关
Abstract
With the development of science and technology, the fieldbus technology is playing more and more important role in all areas. With its real-time, reliable, low cost, easy to use, fieldbus technology is widely used on site in the control contrast to the other fieldbus, CAN bus is the easiest and most inexpensive price,but its performance was not worse than any other practical application,RS485 is widely used in most of the controllers and munication ,in order to connect these devices to the fieldbus work, it is necessary to design the gateway between field bus and the RS485.
In this paper, we designed the gateway between CAN bus and RS485. By analysing the application of fieldbus technology,we put forward the control system model based on work used AT89S51 and SJA100 to design the gateway hardware,and developed the gateway ,after software testing,the data exchange between the CPU and RS485 was achieved.
Keywords: Fieldbus;CAN;RS485;Gateway
目录
1 绪论 1
课题研究的重要意义 1
网关 2
网络互连设备 2
3
现场总线 4
现场总线的发展现状和趋势 4
主流现场总线简介 5
本论文的主要工作 7
2 基于网关的网络化控制系统模型 8
现有控制系统存在的不足 8
基于网关的网络化控制系统模型 8
基于网关的网络化控制系统结构 9
控制系统中网关的需求分析 10
3 CAN-S485协议转换网关的设计 12
CAN协议规范 12
CAN报文规范 13
主要器件介绍 13
CAN控制器SJA1000简介 13
CAN收发器PCA82C250简介 16
单片机AT89S51简介 17
RS485收发器MAX485简介 19
CAN-RS485协议转换网关设计 20
基本原理 20
硬件设计 20
软件设计 21
4 试验调试 27
5 可靠性设计 32
硬件设计 32
软件设计 32
结论 34
致谢 35
参考文献 36
附录A 英文原文 37
附录B