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摘 要
現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)高度綜合與集成的產(chǎn)物，是一種開(kāi)放式和分布式的新模式?，F(xiàn)場(chǎng)總線已經(jīng)成為當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。
CAN(控制器局域網(wǎng))屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，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)。
本文以“基于CAN總線的遠(yuǎn)程電力抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)”為主題開(kāi)展研究。本文所做的工作分為三部分：首先介紹了現(xiàn)場(chǎng)總線，然后詳細(xì)說(shuō)明了CAN總線的原理和技術(shù)特點(diǎn)，最后在理論分析及仿真研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了智能節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì)，包括上位機(jī)與CAN接口設(shè)計(jì)、CAN控制器與CAN控制器接口設(shè)計(jì)和與智能電表的接口。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場(chǎng)總線；CAN總線；智能節(jié)點(diǎn)；智能電表
Abstract
The fieldbus is a kind of network with the characteristic of digital communication, bidirectional transmission and multi-branchy structure to connect intelligent equipment and automatization system. It is the compositive production of computer technology, communication technology and control technology. It is a kind of new mode with open-direct and distributable characteristic. It is a focus of automatization domain in modem time.
CAN (Control Area Network) is a kind of fieldbus which is a serial communication network. It can apply in distributive control system and real-time control.
The design of system for long-distance reading based on CAN bus, as an emphasis, is researched in this paper. There are three parts in this paper. Firstly, we introduce the fieldbus. Then explain the theory of CAN bus and the characteristic of it in detail. In the last, based on the theory analysis and simulation research, hardware and software of intelligent nodes are designed. The design includes the interface between PC and CAN, CAN controller, the interface of CAN controller and the intelligent electricity meter.

Keyword: fieldbus; Control Area Network Bus; intelligent nod; intelligent electricity meter.


目 錄
摘 要I
AbstractII

1 緒論1
1.1 引言1
1.2 國(guó)外現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展情況1
1.2.1 國(guó)外發(fā)展概況1
1.2.2 現(xiàn)有水平及發(fā)展趨勢(shì)2
1.3 國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展趨勢(shì)2
1.4 研究該課題的意義3
2 現(xiàn)場(chǎng)總線概述4
2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展4
2.1.1 自動(dòng)控制領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程4
2.1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線崛起的過(guò)程5
2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)6
2.3 幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線7
2.4 現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)基礎(chǔ)9
3 CAN總線技術(shù)10
3.1 CAN總線的產(chǎn)生與發(fā)展10
3.2 CAN總線特點(diǎn)11
3.3 CAN總線的一些基本概念11
3.4 CAN總線的位數(shù)值表示與通信距離13
3.5 CAN總線分層結(jié)構(gòu)13
3.6 CAN總線應(yīng)用系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)14
3.7 CAN總線技術(shù)15
3.7.1 位仲裁15
3.7.2 CAN與其它通信方案的比較16
3.7.3 CAN的報(bào)文格式及其幀結(jié)構(gòu)16
4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)20
4.1 智能節(jié)點(diǎn)整體設(shè)計(jì)20
4.2 串口通信電路21
4.3 微處理器電路22
4.3.1 CPU22
4.3.2 地址譯碼電路23
4.3.3 參數(shù)輸入電路23
4.3.4 復(fù)位電路24
4.4 CAN接口電路25
4.4.1 CAN控制器SJA100025
4.4.2 CAN總線收發(fā)器PCA82C25035
4.4.3 光電隔離電路39
4.5 數(shù)據(jù)采集電路40
4.6 硬件抗干擾設(shè)計(jì)42
5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)43
5.1 軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明43
5.2 CPU與上位機(jī)的通訊設(shè)計(jì)43
5.2.1 單片機(jī)查詢發(fā)送子程序43
5.2.2 單片機(jī)接受中斷服務(wù)子程序44
5.3 CPU與SJA1000的通訊設(shè)計(jì)44
5.2.1 初始化子程序44
5.2.2 報(bào)文發(fā)送子程序44
5.2.3 報(bào)文接收中斷子程序44
6 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析47
結(jié)束語(yǔ)48
致 謝49
參考文獻(xiàn)50
附錄1 電路原理圖51
附錄2 源程序53
附錄A 科技文章翻譯65