基于C AN的嵌入式PL C的通信系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著科學的進步,可編程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)已得到極大的發(fā)展,但一般PLC已不能滿足現(xiàn)代工控追求個性化和差異化要求,而具有開放的體系結(jié)構(gòu)、強大的通信能力、更強的數(shù)據(jù)處理能力的嵌入式PLC能夠滿足現(xiàn)代工控的要求,并成為PLC的重要發(fā)展方向[1]?？刂破骶钟蚓W(wǎng)(Controller Area Network, C AN)具有突出的可靠性、實時性和靈活性,而且是國際標準現(xiàn)場總線之一,在工控

2、領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。本文采用基于ARM-FPGA結(jié)構(gòu)的嵌入式PLC系統(tǒng)作為研究對象,進行基于CAN的嵌入式PLC通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。主要針對該系統(tǒng)的四個節(jié)點監(jiān)控系統(tǒng)、上位機、手持編程器以及PLC主機進行CAN通信設(shè)計,在分析這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)特點、通訊特點和要求的基礎(chǔ)之上,實現(xiàn)四個節(jié)點的成功通信。主要成果如下:
　　(1)CAN關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計,針對系統(tǒng)的需求,設(shè)計了該系統(tǒng)有關(guān)CAN總線的整體解決方案,包括給出傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓撲方式

3、、濾波模式、錯誤處理方法并針對系統(tǒng)通信特點,設(shè)計了C AN標識符和C AN擴展協(xié)議。
　　(2)硬件設(shè)計,給出四個節(jié)點CAN通信的總體硬件設(shè)計方案,其中針對監(jiān)控系統(tǒng)、手持編程器和PLC主機提出采用LPC2478自帶CAN控制器和TJA1040作為CAN收發(fā)器連接到CAN網(wǎng)絡(luò),而上位機采用USB轉(zhuǎn)CAN適配器連接到CAN網(wǎng)絡(luò),重點介紹了PLC主機的硬件接口電路設(shè)計,包括最小系統(tǒng)、鍵盤和LED模塊、通信模塊、存儲模塊等外圍接口電路的設(shè)

4、計。
　　(3)軟件設(shè)計,給出四個節(jié)點的總體軟件設(shè)計方案,其中針對監(jiān)控系統(tǒng)、手持編程器和 PLC主機提出采用uC/OS-II操作系統(tǒng)實現(xiàn)通信軟件設(shè)計而上位機采用CANTools.exe軟件實現(xiàn)軟件設(shè)計,重點介紹了PLC主機軟件設(shè)計,包括uC/OS-II操作系統(tǒng)的移植、系統(tǒng)引導代碼和驅(qū)動程序設(shè)計,同時針對C AN擴展協(xié)議詳細介紹了CAN編碼解碼以及決策處理程序代碼,最后給出PLC主機、手持編程器和監(jiān)控系統(tǒng)在uC/O S-II操作系統(tǒng)