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现场总线是从20世纪80年代末、90年代初在国际上发展起来的广泛应用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连网络。这项以计算机网络技术、通讯技术和控制技术为主的综合技术,已经越来越成为现代自动化技术发展的热点。
本文开发了两个CAN总线从站节点,分别实现了对模拟信号的数据采集功能和4-20mA输出功能,从而构成了一个具有输入和输出功能的小型网络化仪表系统。通过对CAN总线DeviceNet协议的研究,提出了基于组3的UCMM显示报文连接的方法。
本文主要研究工作内容包括:
(1)设计了以CPU和CAN总线控制器为核心的总线接口电路及其驱动软件,实现了CAN总线物理层和数据链路层与上位机之间的通讯。
(2)开发了两个CAN总线从站节点。一个是模拟信号数据采集节点,另一个是4-20mA输出节点。节点的硬件电路部分包括:ATmega64单片机、AD210隔离放大器、OP-07放大器、SJA1000总线控制器、6N137光电隔离器、82C250总线驱动器、DS18820等。通过C语言对节点的驱动软件进行编程,节点的驱动软件部分包括:SJA1000初始化功能模块、CAN总线接收和发送功能模块、数据采集功能模块、DS18820温度采集功能模块、A/D转换功能模块、4-20mA输出功能模块。
(3)提出了基于组3的UCMM显示报文连接的方法。
(4)对实验数据进行了研究与分析,对于模拟信号数据采集节点输出电压值的误差达到了节点5‰的要求,对于4-20mA输出节点的输出电流值的误差达到了节点5‰的要求。