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硬件設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
硬件的功能是輸入并存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，以及執(zhí)行程序把數(shù)據(jù)加工成可以利用的形式。以下是小編為您整理的硬件設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告相關(guān)資料，歡迎閱讀！
一、題目背景和意義
1.題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)CAN總線(xiàn)系統(tǒng)的通信硬件設(shè)計(jì)
2.題目背景和意義：CAN是控制器局域網(wǎng)（Controller Area Network）的縮寫(xiě)，它是由德國(guó)Bosch公司為汽車(chē)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)。主要應(yīng)用在汽車(chē)的監(jiān)測(cè)和控制方面。最初的開(kāi)發(fā)只是為了解決汽車(chē)上數(shù)量眾多的電子設(shè)備之間的通信問(wèn)題，減少電子設(shè)備之間繁多的信號(hào)線(xiàn)問(wèn)題。于是設(shè)計(jì)了一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)，使所有的外圍器件可以被掛接在該總線(xiàn)上。
現(xiàn)在它已經(jīng)成為了一種技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善、成本較低的網(wǎng)絡(luò)通信控制方式，CAN總線(xiàn)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制、安防監(jiān)控、工程機(jī)械、醫(yī)療器械、樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域。如今，CAN總線(xiàn)是唯一成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，也是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。
二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
在國(guó)內(nèi)外的研究設(shè)計(jì)報(bào)告中，CAN總線(xiàn)突顯了它的可靠性、實(shí)時(shí)性、靈活性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用。CAN（Controller Area Network）總線(xiàn)是一種新型的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，它繼承了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，也突出了他的性能、可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性不凡的優(yōu)點(diǎn)。它的應(yīng)用范圍也擴(kuò)大到了航空航天、工業(yè)控制、傳感器等多種領(lǐng)域。通過(guò)報(bào)文濾波，CAN總線(xiàn)可以避免專(zhuān)門(mén)的調(diào)度，便能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、單對(duì)多及全局廣播等多種方式的數(shù)據(jù)傳輸，大大減輕了系統(tǒng)軟件運(yùn)行的負(fù)擔(dān)，它是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。它的總線(xiàn)規(guī)范成為了唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。
CAN總線(xiàn)具備以下主要優(yōu)點(diǎn)：
�。�1） 成本低廉。
（2） 數(shù)據(jù)傳輸速率高（最高可達(dá)1Mbit/s），數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)(最遠(yuǎn)可達(dá)10Km)。
�。�3） 采用無(wú)破壞性總線(xiàn)優(yōu)先級(jí)仲裁技術(shù)，仲裁的依據(jù)來(lái)自數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)符。
�。�4） 借助驗(yàn)收濾波器的多地址幀傳遞、具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求功能
�。�5） 采用載波偵聽(tīng)和CRC效驗(yàn)技術(shù)，具有可靠的錯(cuò)誤檢測(cè)和出錯(cuò)處理功能。
�。�6） 發(fā)送的信息遭遇破壞后，可以自動(dòng)重發(fā)，脫離總線(xiàn)的節(jié)點(diǎn)不影響總線(xiàn)的正常工作。
CAN總線(xiàn)目前在國(guó)內(nèi)采用RS-485系統(tǒng)的比較多。而目前流行的CAN總線(xiàn)硬件有兩個(gè)方案：一種是獨(dú)立的CAN控制器，另一種是片上帶有CAN的微控制器，如P87C591、LPC2294等。
三、主要內(nèi)容與待解決的問(wèn)題
本設(shè)計(jì)采用DC+5V的電壓供電，運(yùn)用AT89C52單片機(jī)、CAN總線(xiàn)控制器SJA1000、CAN總線(xiàn)收發(fā)器、采用DC/DC電源隔離模塊B0505D-1W 實(shí)現(xiàn)電源隔離。
實(shí)現(xiàn)兩板之間的數(shù)據(jù)傳輸，A開(kāi)發(fā)板發(fā)送數(shù)據(jù)，B開(kāi)發(fā)板接收數(shù)據(jù)。單片機(jī)定時(shí)檢測(cè)A開(kāi)發(fā)板上的4個(gè)按鍵狀態(tài)，可以通過(guò)CAN總線(xiàn)把按鍵的狀態(tài)字發(fā)送給B開(kāi)發(fā)板。
四、設(shè)計(jì)方法與實(shí)施方案
1、本系統(tǒng)主要分為七個(gè)部分構(gòu)成：微控制器89C52作為節(jié)點(diǎn)控制器，獨(dú)立CAN總線(xiàn)通信控制器SJA1000和高性能CAN總線(xiàn)收發(fā)器TJA1040芯片、DC/DC電源隔離模塊、高速光電耦合器6N137、串口芯片MAX232電路、按鍵及LED燈顯示電路。
2、本系統(tǒng)是通過(guò)AT89C52單片機(jī)控制SJA1000的方式，對(duì)SJA1000的控制通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)它的內(nèi)部寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)其操作時(shí)，可以通過(guò)片選選中SJA1000，對(duì)SJA1000的內(nèi)部寄存器地址進(jìn)行讀取和寫(xiě)入控制。SJA1000的AD0～AD7連接到89C52的P0口，其CS引腳對(duì)應(yīng)89C52的P2.7口，當(dāng)其為低電平，單片機(jī)選中SJA1000。SJA1000的RD、WR、ALE分別與89C52的對(duì)應(yīng)引腳相連。SJA1000的INT引腳接89C52的INT0,單片機(jī)可以通過(guò)中斷方式問(wèn)SJA1000。
把SJA1000的TX0和RX0引腳通過(guò)高速光耦6N137與TJA1040的引腳TXD和RXD相連，從而實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)上各CAN節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離，增強(qiáng)了CAN總線(xiàn)的抗干擾能力。
在TJA1040的CANH和CANL引腳之間各通過(guò)一個(gè)5Ω的電阻與CAN總線(xiàn)相連接。電阻起到一定的限流作用。CANH和CANL與地之間各并聯(lián)30pF電容起到濾除總線(xiàn)上的高頻干擾作用。
用串口芯片MAX232實(shí)現(xiàn)CAN總線(xiàn)轉(zhuǎn)232串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。
通過(guò)按鍵及LED燈顯示電路用于向CAN總線(xiàn)上發(fā)送不同的數(shù)據(jù)，以及顯示接受到的數(shù)據(jù)狀態(tài)。
五、進(jìn)度計(jì)劃
六、參考資料
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