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控制器局域网(CAN),属于总线式通讯网络,是一种有效支持分布式控制系统或实时控制的串行通信网络。CANopen是在CAN2.0基础上发展起来的应用层通讯协议,它是作为一种标准化的嵌入式网络而开发的,具有高度灵活的配置能力。本文应用背景为某机舱阀控排水系统,选取微控器平台实现基于CAN总线的CANopen网络管理节点设计。
本文首先介绍了CAN协议相关知识,从CANopen设备模型、通信模式和通信对象三个角度,深入分析了CANopen通信机制,选用英飞凌XC2267单片机为微控制器,提出了一种基于CANopen网络的主节点的软硬件设计方案。论文完成了主节点微控制器单元、CAN通信接口电路、液晶等模块的电路设计。在KeilC集成开发环境下,利用C语言进行软件模块化设计,编写了CAN报文基本通讯程序,进而实现CAN底层收发驱动。在此基础上,编写了CANopen协议NMT,PDO,SDO和Heartbeat等基本通信对象的接口函数。另外,基于该单片机MultiCAN模块,完成CAN网关模块软件设计。论文中给出了软硬件设计的详细电路图和程序流程图。
CANopen作为当今基于CAN总线的主流应用层协议之一,已被广泛应用在医疗设备、越野车辆、海事电子设备、铁路应用或楼宇自动化等领域。在国内,CANopen的研究处于起步阶段,很少有自主开发产品,所以需要对CANopen作进一步研究开发,加强我国CAN总线高层协议标准化的进程。