智能测控系统设计9_基于现场总线的测控系统(东南大学).ppt

第十章 基于现场总线的智能测控系统 一、现场总线概述 什么是现场总线 FCS的作用和影响 现场总线的特点 现场总线结构示意图 DCS与FCS的对比 现场总线标准制定的历程 现场总线标准制定的历程 现场总线标准制定的历程 现场总线国际标准化 各种现场总线 各种现场总线 各种现场总线 FF与CAN简介 二、基金会现场总线 FF总线的通信模型 H1总线的通信模型 高速以太网HSE H1总线协议数据的构成 FF总线协议简介 FF总线物理层的曼彻斯特编码 FF总线物理层的前导码、定界码 H1总线上的信号波形 数据链路层 调度通信和非调度通信 总线访问子层FAS 总线访问子层FAS分为三层 总线报文规范子层FMS 用户层 网络拓扑和设备连接 H1总线的设备连接 HSE设备连接 总线电缆类型 三、CAN总线 CAN总线的主要特性 CAN的总线数值表示 CAN的分层结构 CAN通信协议 数据帧格式 帧起始和仲裁场 控制场、数据场与CRC场 应答场和帧结束 远程帧格式 出错帧格式 超载帧格式 四、CAN总线系统设计 CAN总线产品 CAN控制器 82C200寄存器配置 82C250 CAN总线收发器 带有在片CAN的微控制器 80C592 CAN控制器方框图 CPU和CAN控制器接口 CAN控制器内部地址分配 CPU-CAN接口功能 TMS320F2812的增强型CAN模块功能框图 TMS320F2812CAN模块的主要特点 CAN模块的寄存器 CAN模块的控制和状态寄存器 TMS320F2812的增强型CAN模块结构框图 消息邮箱 发送邮箱 接收邮箱 接收滤波器 CAN总线系统的一般组成 CAN系统示例 CAN总线通信接口卡 智能传感器节点的结构 CAN总线应用层协议示例 CAN总线应用层协议示例 电能质量监测系统中的通信协议 电能质量监测系统中的通信协议 电能质量监测系统中的通信协议 电能质量监测系统中的通信协议 电能质量监测系统中的通信协议 CPU将等待发送的数据存放到发送邮箱。数据和标志符写到发送邮箱后，如果已经使能了邮箱，将TRS（发送请求置位寄存器）的相应位置位即可将消息发送出去。如果多个邮箱配制为发送邮箱，且有多个TRS的位置位，则根据邮箱的优先级递减的顺序依次发送。 在标准CAN模式下，发送邮箱的优先级和邮箱编号有关，15号邮箱优先级最高。在eCAN模式下，发送邮箱的优先级与MSGCTRL中的TPL位的设置有关， TPL中设置的值越大，优先级也就越高，只有邮箱的TPL设置相同时，邮箱编号大的发送邮箱才具有较高优先级。 如果由于仲裁或错误导致发送失败，将重新发送消息。 在CAN模块接收消息时，首先比较输入消息的标志符和接收邮箱中存放的标志符，如果相等，接收标志符、控制位和数据字节就写到相应的RAM空间。同时相应的接收消息挂起位置位。如果已经使能了中断，也会产生中断。如果两者的标志符不一致，则不存储输入的消息。 当接收到消息时，消息控制器开始从邮箱编号最高的邮箱有哪些信誉好的足球投注网站标志符匹配的邮箱。标准CAN模式下，15号邮箱有最高的接收优先级，在eCAN模式下，31号邮箱有最高的接收优先级。 如果同一个邮箱接收到第2个消息，且接收消息挂起位已经置位，相应的消息丢失位就会置位。这种情况下，如果覆盖保护位被清零，原有的消息就会被新接收到的消息覆盖，否则检查下一个邮箱。 过载情况的处理：如果CPU的速度不能快速处理重要的消息，最好配制多个具有相同标志符的邮箱。 接收消息的标志符首先和邮箱的消息标志符进行比较，然后，使用适当的接收屏蔽将不需要比较的标志符屏蔽掉。 在eCAN模式，每个邮箱0～31都有自己的局部接收滤波器LAM(0)～LAM(31)。任何一个输入的消息存放在标志符匹配的最高编号的邮箱中。 插入PC机的扩展槽内，实现PC机与外部CAN节点的通信 压力传感器，输出频率信号 ASIC组成的测频电路 由于CAN 协议仅定义了OSI 7 层参考模型中的物理层及数据链路层规范，实际应用时用户还需依据不同领域的要求选择合适的CAN 应用层协议或制定一种CAN 应用层协议。 目前，国际上CAN 应用层协议很多，如CIA（CAN in Automation，德国协会） 制定的CAL（CAN Application Layer）和CANOpen、ODVA（Open DeviceNet Venvor Association） 制定的DeviceNet、HoneyWell 制定的SDS （Smart Distribution System）、KVaser（瑞典公司） 制定的C