CAN总线的双机冗余系统设计——工业控制网络课程设计

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1、 工业控制网络工业控制网络 课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目：CAN总线的双机冗余系统设计总线的双机冗余系统设计 院（系） ：院（系） ： 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 起止时间：起止时间： III 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系） ： 教研室： 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 学 号 学生姓名 专业班级 课程设计 （论文） 题目 CAN总线的双机冗余系统设计 课 程 设 计 （ 论 文 ） 任 务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数课题完成的功能、设计任务及要求

2、、技术参数 实现功能实现功能 CAN 总线双机冗余系统设计， 使在出现故障时能自动切换， 保证系统安全 运行。设计硬件包括总线控制器、总线收发器及 A TMEL 系列单片机及切换逻 辑等。软件采用汇编语言或 C 语言，并调试与分析。 设计任设计任务务及要求及要求 1、 确定设计方案，画出方案框图。 2、 冗余系统硬件设计，包括元器件选择。 3、 画出硬件原理图。 4、 绘出程序流程图，并编写初始化、接收及发送程序。 5、 要求认真独立完成所规定的全部内容；所设计的内容要求正确、合理。 6、 按学校规定的格式，撰写、打印设计说明书一份；色剂说明书应在 4000 字以 上。 技术参数技术参数 1、

3、符合 CAN2.0B规范； 2、40 米内最高可达 1Mbit/s； （设计选定传输速率为 125 K bit/s） 3、抗宽范围的共模干扰，抗电磁干扰； 4、可扩充 110 个节点； 进 度 计 划 1、布置任务，查阅资料，确定系统设计方案（2 天） 2、系统硬件设计及模块选择（3 天） 3、系统然间设计及编写功能程序及调试（3 天） 4、撰写、打印设计说明书（1 天） 5、验收及答辩。 （1 天） 指 导 教 师 评 语 及 成 绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 IV 摘 要 现场总线技术被誉为自动化领域的局域网，它是计算机技术、通信技术、控 制技术的集

4、成。其中，CAN 现场总线以其高性能、高可靠性及其独特的设计越来 越受到人们的重视。 双机冗余技术是提高计算机控制系统可靠性的重要措施之一。 本设计是综合所学知识，出基于 CAN 总线的双机冗余系统的设计方法。采 用 AT89C51 单片机为主控制器，进行了单片机最小系统的硬件设计、可编程的 CAN 通信控制器SJA1000和CAN 收发器PCA82C250组成的CAN 通讯模块的设 计、双机冗余的切换电路设计。选用独立的 CAN 总线控制器和总线收发器以接 入总线网络所有单片机共用组数据总线、地址总线和控制总线。总线切换器可以 使得主机控制、使用总线并将从机隔离于总线。总线切换器的功能可以由

5、三态缓 冲器等芯片来完成。 关键词：CAN 总线；冗余技术；双机冗余；切换电路 V 目 录 第 1 章 绪论 1 第 2 章 课程设计的方案 . 2 2.1 概述 . 2 2.2 系统组成总体结构 . 2 第 3 章 硬件设计 4 3.1 单片机最小系统设计 . 4 3.1.1 单片机选择 . 4 3.1.2 时钟电路设计 6 3.1.3 复位电路设计 7 3.2 CAN 总线 9 3.2.1 CAN 总线控制器 9 3.2.2 CAN 总线收发器 .10 3.3 总线切换器 11 3.4 系统总体连接图 13 第 4 章 软件设计 . 14 4.1 主程序流程图 14 4.2 接收中断服务程

6、序流程图 15 4.3 接收中断超时服务程序流程图 16 4.4 系统程序 17 第 5 章 课程设计总结 20 参考文献 21 1 第1章 绪论 集先进的嵌入式系统、现代通讯、自控理论和网络技术于一身的现场总线技 术，是自动化技术发展的热点之一。它的出现标志着工业控制技术领域进入了一 个新的时代。 目前各控制设备生产厂商采取各种各样的方法来实现计算机系统的冗余以提 高计算机控制系统的可靠性。有许多大公司如美国的 Honey Well、德国的西门子 等设计生产出专用的检测切换电路，它们都是采用专用的检测切换电路实现主从 机的切换。本文介绍一种行之有效的利用现场总线实现双机冗余的技术。传统冗 余技术存在的问题有：1.检测切换电路设计复