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DeviceNet通信适配器的设计与实现

王晨茏  
【摘要】:DeviceNet现场总线作为国际标准之一,已逐渐成为自动化领域关注的焦点。因此,开发研究基于DeviceNet总线通信适配器的技术就十分紧迫和必要。本文在深入学习研究了DeviceNet协议规范的基础上,设计了采用CAN控制器SJA1000实现的DeviceNet通信适配器。DeviceNet协议最基本的功能是在设备及其相应的控制器之间进行数据交换。因此,这种通信是基于面向连接的(点对点或多点传送)通讯模型建立的。这样,DeviceNet既可以工作在主从模式,也可以工作在多主模式。 在深入学习研究了DeviceNet协议规范的基础上,本文对通信设备节点进行了硬件系统的设计。由于DeviceNet总线是基于CAN的,所以在设计应用层之前,先进行了CAN口通讯的调试。应用层协议是采用Philips公司的SJA1000CAN控制器芯片来实现的,对SJA1000控制器及相关器件作了简要说明,根据协议规范和应用电路的相关要求,设计了电源电路、耦合器隔离电路和看门狗电路,用TJA1050总线收发器实现DeviceNet总线的物理接口。本文设计了通信适配器从站通讯接口的硬件连接原理图,完成了PCB板的设计及硬件电路板的焊接,并通过了调试。 本文软件设计是在Keil环境下采用C51语言来实现的。采用对象化的编程方法编写了DeviceNet数据链路层和应用层程序。实现了对SJA1000及相关参数的初始化、中断处理、CAN报文收发等基本功能,并按照DeviceNet应用层协议规范实现了重复MAC ID检测、预定义主从连接配置实例、I/O报文的收发及轮询和位选通两种数据触发方式下的通信等功能。 为了验证本文所开发的DeviceNet通信适配器的功能,将其挂接在Rockwell自动化A-B公司的PLC下,并用Rockwell配套软件RSLogix500、RSLinx对本文设计的通信适配器进行组态调试,通过软件的测试,对监听软件CAN MINI所获得的上位机与通信适配器通讯数据的分析,证明所开发的DeviceNet通信适配器可以与主站进行正常的通讯,实现了各项预定功能。


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