提出一种工业现场总线与以太网互联方法,介绍以太网与CAN现场总线之间协议转换网关的设计与实现,采用AT89C55作为主处理器,通过两个接口芯片实现CAN总线与以太网的互连,分别给出其硬件结构和软件设计思想。为企业信息网络与控制网络集成提供一种可行的方法。
以太网接口模块:该系统选择了性能价格比较高的Atmel公司生产的AT89C55 单片机。它是面向测控对象和嵌入式应用的,所以它的体系结构以及CPU、指令系统、外围单元电路都是按照这种要求专门设计的。它内部带高达20 KB的FLASH程序存储器,AT89C55完全兼容8051指令集,片上FLASH方便了使用者进行在线编程,工作速率最高可达33 MHz,256 B的内部RAM,32个可编程的I/O口,3个16位的定时/计数器,8个中断源,支持低功耗的空闲工作模式。以太网接口选用的是RTL8019AS芯片,它是由Realtek公司生产的一种高度集成的以太网控制器,能实现以太网媒介访问层(MAC)和物理层(PHY)的全部功能。RTL8019AS内部有两个RAM区域:一是16 KB,地址为0x4000~0x7fff,要接收和发送数据包必须通过DMA读写RTL8019AS内部的16 KB的RAM,它实际上是双端口RAM,即有两条总线与其连接,一条总线用于RTL8019AS读/写或写/读该RAM,即本地DMA;另一条总线用于单片机读或写该RAM,即远程DMA;二是32个字节,地址为0x0000~0x001F,用于存储以太网物理地址。主控芯片和以太网接口芯片的硬件接口原理图见图2。值得注意的是由于以太网的包最大可以超过1 500个字节,AT89C55的片内RAM只有256个字节,因此无法存储这么大的包,所以这里扩展了一个32 KB的外部RAM,这样同时也能提高单片机的数据传输速度。
CAN接口模块:组成CAN系统的主要器件是CAN控制器和收发器。该设计中,CAN接口模块选用 SJA1000芯片和PCA82C250芯片。SJA1000是一个独立的CAN控制器,它是Philips公司另一个CAN控制器PCA82C200的替代产品,且增加了一种新的工作模式(Peli CAN),这种模式支持CAN 2.0B协议。SJA1000主要完成CAN的通信协议,实现报文的装配和拆分、接收信息的过滤和校验等。
PCA82C250是CAN控制器与物理总线之间的接口,主要用于增强系统的驱动能力。采用收发器的系统中,节点数至少可以达到110个,同时还具有降低射频干扰(RFI)和很强的抗电磁干扰 (EMI)能力。在处理这部分电路时,有几个地方要特别注意:
(1)晶振电路的问题。89C55和SJA1000都应该有各自独立的晶振电路,不能够用SJA1000的时钟输出信号CLKOUT来驱动单片机。
(2)复位引脚的问题。虽然SJA1000的复位是低电平,但不能通过一个非门直接连接单片机的复位引脚。一般对解决复位引脚问题有两种方式:第一种是使用单片机的I/O引脚控制SJA的复位引脚,其好处是单片机可以完全控制SJA的复位过程;第二种是采用适当的复位芯片,为了降低成本,该设计采取的是第一种方法。
(3)RX1引脚的电位必须维持在约0.5 VCC上,否则将不能形成CAN协议所要求的逻辑电平。
(4)一定要注意电缆的终端阻抗匹配,它直接影响CAN总线是否能正常工作和网络性能。CAN接口模块的硬件电路图见图3,在PCA82C250的RS脚上接有一个斜率电阻R,可根据总线通信速度适当调整电阻的大小。
关键字:CAN总线 以太网
编辑:探路者 引用地址:基于CAN总线与以太网的嵌入式网关电路设计
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基于CAN总线的复合型火灾报警探测器设计方案
0 引言
随着城市现代化建设进程的加快发展, 城市抗御火灾的综合实力也在不断增强。火灾自动探测与报警技术就是将传感技术、通讯技术和智能化信息处理技术应用于火灾预防的一项综合性技术, 该技术具有速度快、实时性好、可直接与城市119消防中心的计算机联网等突出优点。其中CAN总线具有高可靠性和适合远距离传输的优点。CAN总线与火灾自动报警系统相结合, 突破了传统温度监测的瓶颈, 它可在探测器内加进MCU, 从而对火灾特征信号直接进行分析和判断, 并将结果传送给控制器。这种高效、数字、开放的分布式火灾报警系统是一种很好的复合型火灾报警的尝试。
1 系统结构
图1所示为管理计算机和智能节点组成的CAN总线
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基于LabVIEW编程的以太网远程温度监测
引 言 在工业生产中,经常要对温度进行实时监测,虽然可以利用串行通信标准RS232和RS485等实现短距离监测,但遇到高温、高噪声或者空间狭小等温度环境时,由于协议自身传输速率和传输距离的限制,很难达到实现远程、实时监测的目的。为彻底解决该问题,本系统采用Microchip公司的以太网接口模块ENC28J60,将温度信息通过以太网络传输到远程主机,实现高速、实时的远程温度监测。
1 系统结构 如图1所示,系统由温度传感器、报警电路、LCD显示电路、ATmegal28单片机、ENC28J60接口模块、网络设备以及监测计算机等部分组成。系统的核心是Atmel公司的高档8位AVR单片机ATMegal28,晶体振荡频率为11.
[测试测量]
基于CAN总线的分布式伺服系统
前言 伺服系统(servo system)亦称随动系统,属于自动控制系统中的一种,它用来控制被控对象的转角(或位移),使其能自动地、连续地、精确地复规输入指令的变化规律。它通常是具有负反馈的闭环控制系统,有的场合也可以用开环控制来实现其功能。在实际应用中一般以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统,例如数控机床等。使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量较大等特点,这类专用的电机称为伺服电机。基于CAN总线的分布式伺服系统多电机伺服控制广泛应用于各种电力传动自动控制系统中,如配料、传动等生产过程。伺服系统中电机控制性能和多电机间协调控制的好坏直接影响生产过程的质量,如何高效管理、方便应用、实时控制是多电
[嵌入式]
电力通信、以太网与物联网三者有何关系?
物联网(IoT)一词往往与商业、工业和政府环境内的“智能物体”之间的嵌入式机器对机器(M2M)网络通信相关联。
凭借其提供连接物体的实时可见性和控制能力,物联网网络注定将给我们的生活带来无与伦比的透明度和效率。工业是物联网的重要应用领域。基于物联网的智能工业模式正是当前工业发展的新热潮,因此形成的工业物联网网络也随之不断地发展与完善。
目前,虽然专有的通信协议已在工业物联网应用的网络通信中长期占据主导地位,但日益提高的联网能力和物联网网络的高带宽需求,已使以太网成为了取代传统通信协议阻力最小的升级途径。以太网及TCP/IP通信技术在IT行业获得了很大的成功,成为IT行业应用中首选的网络通信技术。
近年来,
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基于CAN总线的电气火灾监控系统设计
1引言
据《中国火灾统计年鉴》统计,自1993~2002年全国范围内共发生电气火灾203780起,占火灾总数近30%,在所有火灾起因中居首位。我国的电气火灾大部分是由短路引发的,特别是接地电弧性短路事故。采取确实可行的方法预防和遏制电气火灾的发生已刻不容缓。
在各类建筑及其它领域中广泛应用安装电气火灾监控器,能有效预防和减少漏电引起的电气火灾。应用在线检测技术,可长年不间断地检测用电线路的过电流、漏电电流等参数,能随时掌握电气线路或电气设备电气火灾危险参数的变化情况、故障和异常状态,及时发现电气线路的火灾隐患,消除隐患,防患于未然,保护国家和人民生命财产的安全。
2电气火灾监控系统组成
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Marvell 高调亮相2017年OCP峰会发布符合IEEE 802.1BR标准的数据中心解决方案
近期在美国举办的2017年OCP峰会上,Marvell展位人头攒动,活动精彩纷呈,吸引了业界极大的关注。下面就随网络通信小编一起来了解一下相关内容吧。 近期在美国举办的2017年OCP峰会上,Marvell展位人头攒动,活动精彩纷呈,吸引了业界极大的关注。我们今年新推出的主题是“Marvell On the Move”,在OCP上,我们全面演示了Marvell针对未来数据中心推出的多种产品和方案,尤其值得一提的是:我们针对IEEE 802.1BR标准推出的Prestera® PX被动式智能端口扩展器(PIPE)系列。 Marvell 高调亮相2017年OCP峰会发布符合IEEE 802.1BR标准的数据中心解决方案 M
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CAN总线冗余的船舶监控系统设计方案
引言
近年来,我国的造船业取得了飞跃性的发展。据船舶工业统计快报报道,2007年,中国造船完工量1893万载重吨,比上年增长30%;新承接船舶订单9845万载重吨,比上年增长132%。随着自动化水平的提高,大大小小的船舶都安装了监控系统。目前船舶自动监测系统主要有主从分布式控制、集散式控制等,但这些控制方式都存在系统结构复杂、控制集中等缺点。本监控系统采用了冗余CAN总线设计船舱自动监测系统,将传统分布式监控系统中的控制功能下放到现场监控单元中,由分布于现场的各监控单元完成数据采集、处理、控制运算、输出等工作。与上位机的信息交互通过现场总线进行。在计算机中以文字、列表、曲线等形式显示现场的数据、变化趋势、故障情况和报警状态,
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SHARC DSP与SJA1000的CAN总线接口设计
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