手把手教你學(xué)CAN總線

前言

　　現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是自動(dòng)控制領(lǐng)域的后起之秀，具有成本低廉、便于利用現(xiàn)有的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新成果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造等特點(diǎn)，順應(yīng)了當(dāng)今時(shí)代數(shù)字化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向。CAN總線是現(xiàn)場(chǎng)總線家族中最具希望的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，在汽車行業(yè)、過(guò)程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、機(jī)器人和樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。對(duì)一個(gè)剛開(kāi)始學(xué)習(xí)cAN總線的讀者來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)的方法和途徑非常重要，如果按現(xiàn)在出版的某些CAN總線書(shū)籍去學(xué)習(xí)，首先就會(huì)被一大堆的新名詞和難懂的通信協(xié)議難住了，甚至還弄不清楚這些協(xié)議的作用。很多人在學(xué)習(xí)中都感覺(jué)CAN協(xié)議枯燥無(wú)味，因此半途而廢?！　∵@本書(shū)是根據(jù)作者多年的實(shí)踐、相關(guān)的課題研究以及一些從事CAN總線開(kāi)發(fā)的朋友的經(jīng)驗(yàn)專門(mén)為cAN總線愛(ài)好者編寫(xiě)的入門(mén)級(jí)書(shū)籍，力求全面地將cAN總線的技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)規(guī)范、應(yīng)用方法等內(nèi)容展示給讀者，采用以操作實(shí)例促進(jìn)理論學(xué)習(xí)的漸進(jìn)方式，力圖將讀者帶入CAN總線的殿堂。　　本書(shū)提供的實(shí)驗(yàn)實(shí)例簡(jiǎn)化了入門(mén)難度，使初學(xué)者容易理解，便于硬件實(shí)現(xiàn)，同時(shí)對(duì)掌握CAN總線概念和技術(shù)能起到立竿見(jiàn)影的效果?！　〕醮螌W(xué)習(xí)CAN總線的讀者，完全可以不按章節(jié)順序閱讀。前3章是學(xué)習(xí)cAN的基礎(chǔ)知識(shí)，如果讀者已掌握這部分知識(shí)，完全可以跳過(guò)。第5章介紹的CAN技術(shù)規(guī)范部分也可放到以后閱讀，只閱讀第5章的小結(jié)部分。暫時(shí)了解cAN發(fā)送數(shù)據(jù)的4種幀類型、數(shù)據(jù)幀格式和數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，可以直接進(jìn)入后面CAN控制器和CAN實(shí)驗(yàn)部分。讀者邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐，先易后難，循序漸進(jìn)；從理論學(xué)習(xí)中獲得知識(shí)和概念，從操作實(shí)踐中獲得興趣和理解?！　∵@是一本介紹cAN現(xiàn)場(chǎng)總線開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的入門(mén)書(shū)籍，適合剛剛進(jìn)入cAN現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)發(fā)人員、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)開(kāi)發(fā)感興趣的人員、相關(guān)專業(yè)（電子技術(shù)、自動(dòng)化、工業(yè)控制和計(jì)算機(jī)類）的大中專高年級(jí)學(xué)生以及研究生閱讀。

內(nèi)容概要

本書(shū)以CAN總線的通信實(shí)例和基本實(shí)驗(yàn)為主線，以單片機(jī)、數(shù)據(jù)通信和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，介紹了CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的基本概念、CAN節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程的方法。其立足點(diǎn)是基礎(chǔ)化、實(shí)用化，試圖通過(guò)很多實(shí)驗(yàn)實(shí)例的詳細(xì)講解，帶領(lǐng)初學(xué)者能很快掌握CAN總線的基本知識(shí)、CAN通信的編程方法和CAN總線系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品的調(diào)試開(kāi)發(fā)。書(shū)中提供的大量源程序可供讀者在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)直接使用和參考。    本書(shū)可作為高等院校自動(dòng)化、機(jī)電、儀器儀表、自動(dòng)控制等專業(yè)，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)課程的教材或教學(xué)參考書(shū)，也可供從事工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品研發(fā)的工程技術(shù)人員以及廣大電子制作愛(ài)好者參考。

書(shū)籍目錄

第1章  單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)  1.1  單片機(jī)概述    1.1.1  單片機(jī)的發(fā)展    1.1.2  單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)    1.1.3  單片機(jī)的特點(diǎn)    1.1.4  單片機(jī)的分類    1.1.5  單片機(jī)的應(yīng)用  1.2  51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)    1.2.1  單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)    1.2.2  STC89C51RC單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)    1.2.3  51系列單片機(jī)引腳特性  1.3  單片機(jī)存儲(chǔ)器組織    1.3.1  程序存儲(chǔ)器    1.3.2  數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器  1.4  單片機(jī)中斷系統(tǒng)    1.4.1  關(guān)于中斷的概念    1.4.2  51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)    1.4.3  中斷處理過(guò)程    1.4.4  中斷請(qǐng)求的撤除    1.4.5  中斷優(yōu)先控制和中斷嵌套    1.4.6  中斷系統(tǒng)的應(yīng)用  1.5  單片機(jī)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器    1.5.1  定時(shí)器／計(jì)數(shù)器概述    1.5.2  定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的控制    1.5.3  定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的4種工作方式    1.5.4  定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的應(yīng)用  1.6  單片機(jī)串行接口    1.6.1  51單片機(jī)串行口的結(jié)構(gòu)與控制    1.6.2  51單片機(jī)串行口4種工作方式    1.6.3  51單片機(jī)串行口波特率設(shè)置方法  1.7  單片機(jī)指令系統(tǒng)    1.7.1  指令的格式    1.7.2  尋址方式    1.7.3  51單片機(jī)指令簡(jiǎn)介  1.8  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    1.8.1  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成方式    1.8.2  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求    1.8.3  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述    1.8.4  應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)    本章小結(jié)    思考題第2章  數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)第3章  工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)第4章  CAN實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材使用簡(jiǎn)介第5章  CAN局域網(wǎng)技術(shù)及其規(guī)范簡(jiǎn)介第6章  CAN總線控制器和驅(qū)動(dòng)器介紹第7章  CAN總線智能節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)第8章  CAN總線節(jié)點(diǎn)的自發(fā)自收程序設(shè)計(jì)實(shí)例第9章  兩節(jié)點(diǎn)CAN總線通信設(shè)計(jì)實(shí)例第10章  多節(jié)點(diǎn)CAN總線通信設(shè)計(jì)實(shí)例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　2.數(shù)據(jù)鏈路層　　數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解為數(shù)據(jù)通道。物理層要為終端設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及其連接。媒體是長(zhǎng)期的，連接是有生存期的。在連接生存期內(nèi)，收發(fā)兩端可以進(jìn)行不等的一次或多次數(shù)據(jù)通信。每次通信都要經(jīng)過(guò)建立通信聯(lián)絡(luò)和拆除通信聯(lián)絡(luò)兩過(guò)程。這種建立起來(lái)的數(shù)據(jù)收發(fā)關(guān)系就叫做數(shù)據(jù)鏈路。而在物理媒體上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)難免受到各種不可靠因素的影響而產(chǎn)生差錯(cuò)，為了彌補(bǔ)物理層上的不足，為上層提供無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸，就要能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。數(shù)據(jù)鏈路的建立、拆除，對(duì)數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)、糾錯(cuò)是數(shù)據(jù)鏈路層的基本任務(wù)。　?。?）鏈路層的主要功能　　鏈路層是為網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)的，這種服務(wù)要依靠本層具備的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。鏈路層應(yīng)具備如下功能：　　鏈路連接的建立、拆除、分離?！　ń绾蛶?。鏈路層的數(shù)據(jù)傳輸單元是幀，協(xié)議不同，幀的長(zhǎng)短和界面也有差別，但無(wú)論如何必須對(duì)幀進(jìn)行定界?！　№樞蚩刂?，指對(duì)幀的收發(fā)順序的控制?！　〔铄e(cuò)檢測(cè)和恢復(fù)，還有鏈路標(biāo)志、流量控制等。差錯(cuò)檢測(cè)多用方陣碼校驗(yàn)和循環(huán)碼校驗(yàn)來(lái)檢測(cè)信道上數(shù)據(jù)的誤碼，而幀丟失等用序號(hào)檢測(cè)。各種錯(cuò)誤的恢復(fù)則?？糠答佒匕l(fā)技術(shù)來(lái)完成?！　。?）鏈路層產(chǎn)品　　獨(dú)立的鏈路產(chǎn)品中最常見(jiàn)的當(dāng)屬網(wǎng)卡，網(wǎng)橋也是鏈路產(chǎn)品。modem的某些功能有人認(rèn)為屬于鏈路層，對(duì)這些還有爭(zhēng)議。數(shù)據(jù)鏈路層將本質(zhì)上不可靠的傳輸媒體變成可靠的傳輸通路提供給網(wǎng)絡(luò)層。在IEEE 802.3 情況下，數(shù)據(jù)鏈路層分成了兩個(gè)子層，一個(gè)是邏輯鏈路控制，另一個(gè)是媒體訪問(wèn)控制?！　?.網(wǎng)絡(luò)層　　網(wǎng)絡(luò)層的產(chǎn)生也是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的結(jié)果。在聯(lián)機(jī)系統(tǒng)和線路交換的環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)層的功能沒(méi)有太大意義。當(dāng)數(shù)據(jù)終端增多時(shí)，它們之間有中繼設(shè)備相連。此時(shí)會(huì)出現(xiàn)一臺(tái)終端要求不只是與唯一的一臺(tái)而是能和多臺(tái)終端通信的情況，這就是產(chǎn)生了把任意兩臺(tái)數(shù)據(jù)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接起來(lái)的問(wèn)題，也就是路由或者叫尋徑。另外，當(dāng)一條物理信道建立之后，被一對(duì)用戶使用，往往有許多空閑時(shí)間被浪費(fèi)掉。人們自然會(huì)希望讓多對(duì)用戶共用一條鏈路，為解決這一問(wèn)題就出現(xiàn)了邏輯信道技術(shù)和虛擬電路技術(shù)。

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