硬件設計開題報告

1、硬件設計開題報告硬件的功能是輸入并存儲程序和數(shù)據(jù)，以及執(zhí)行程序把數(shù)據(jù)加工成可以利用的形式。 以下是為您整理的硬件設計開題報告相關資料，歡迎閱讀！一、題目背景和意義1. 題目：單片機 CAN總線系統(tǒng)的通信硬件設計2. 題目背景和意義： CAN是控制器局域網(wǎng)（ ControllerAreaNetwork ）的縮寫，它是由德國 Bosch 公司為汽車應用而開發(fā)的多主機局部網(wǎng)絡。主要應用在汽車的監(jiān)測和控制方面。最初的開發(fā)只是為了解決汽車上數(shù)量眾多的電子設備之間的通信問題，減少電子設備之間繁多的信號線問題。 于是設計了一個單一的網(wǎng)絡總線，使所有的外圍器件可以被掛接在該總線上。現(xiàn)在它已經(jīng)成為了一種技術先進

2、、可靠性高、功能完善、成本較低的網(wǎng)絡通信控制方式， CAN總線廣泛應用于汽車工業(yè)、 航空工業(yè)、工業(yè)控制、安防監(jiān)控、工程機械、醫(yī)療器械、樓宇自動化等領域。如今，CAN總線是唯一成為國際標準的現(xiàn)場總線，也是國際上應用最廣泛的的現(xiàn)場總線之一。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國內(nèi)外的研究設計報告中， CAN總線突顯了它的可靠性、實時性、靈活性等優(yōu)點而被廣泛的應用。 CAN（ControllerAreaNetwork ）總線是一種新型的現(xiàn)場總線， 它繼承了現(xiàn)場總線的優(yōu)點， 也突出了他的性能、可靠性、 實時性和靈活性不凡的優(yōu)點。它的應用范圍也擴大到了航空航天、工業(yè)控制、傳感器等多種領域。通過報文濾波， CAN 總線可

3、以避免專門的調(diào)度， 便能實現(xiàn)點對點、 單對多及全局廣播等多種方式的數(shù)據(jù)傳輸， 大大減輕了系統(tǒng)軟件運行的負擔， 它是一種有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網(wǎng)絡。 它的總線規(guī)范成為了唯一的國際標準的現(xiàn)場總線。CAN總線具備以下主要優(yōu)點：（ 1）成本低廉。（ 2）數(shù)據(jù)傳輸速率高（最高可達 1Mbit/s ），數(shù)據(jù)傳輸距離遠( 最遠可達 10Km)。（ 3）采用無破壞性總線優(yōu)先級仲裁技術， 仲裁的依據(jù)來自數(shù)據(jù)塊的標識符。（ 4）借助驗收濾波器的多地址幀傳遞、 具有遠程數(shù)據(jù)請求功能（ 5）采用載波偵聽和 CRC效驗技術，具有可靠的錯誤檢測和出錯處理功能。（ 6）發(fā)送的信息遭遇破壞后，可以自動重發(fā)，脫

4、離總線的節(jié)點不影響總線的正常工作。CAN總線目前在國內(nèi)采用RS-485 系統(tǒng)的比較多。而目前流行的CAN總線硬件有兩個方案：一種是獨立的CAN控制器，另一種是片上帶有 CAN的微控制器，如P87C591、LPC2294等。三、主要內(nèi)容與待解決的問題本設計采用 DC+5V的電壓供電，運用AT89C52單片機、 CAN總線控制器 SJA1000、CAN總線收發(fā)器、采用DC/DC電源隔離模塊B0505D-1W實現(xiàn)電源隔離。實現(xiàn)兩板之間的數(shù)據(jù)傳輸， A 開發(fā)板發(fā)送數(shù)據(jù)， B 開發(fā)板接收數(shù)據(jù)。單片機定時檢測A 開發(fā)板上的 4 個按鍵狀態(tài)， 可以通過 CAN總線把按鍵的狀態(tài)字發(fā)送給B 開發(fā)板。四、設計方法

5、與實施方案1 、本系統(tǒng)主要分為七個部分構(gòu)成： 微控制器 89C52作為節(jié)點控制器，獨立 CAN總線通信控制器 SJA1000和高性能 CAN總線收發(fā)器TJA1040芯片、 DC/DC電源隔離模塊、高速光電耦合器6N137、串口芯片 MAX232電路、按鍵及 LED燈顯示電路。2 、本系統(tǒng)是通過 AT89C52單片機控制 SJA1000的方式，對SJA1000的控制通過訪問它的內(nèi)部寄存器來實現(xiàn)。對其操作時，可以通過片選選中 SJA1000，對 SJA1000的內(nèi)部寄存器地址進行讀取和寫入控制。 SJA1000的 AD0AD7連接到 89C52的 P0 口，其 CS引腳對應 89C52的 P2.7

6、 口，當其為低電平，單片機選中 SJA1000。SJA1000的 RD、WR、ALE分別與 89C52的對應引腳相連。 SJA1000的 INT 引腳接 89C52的 INT0, 單片機可以通過中斷方式問SJA1000。把 SJA1000的 TX0和 RX0引腳通過高速光耦 6N137與 TJA1040的引腳 TXD和 RXD相連，從而實現(xiàn)總線上各CAN節(jié)點間的電氣隔離，增強了 CAN總線的抗干擾能力。在 TJA1040的 CANH和 CANL引腳之間各通過一個 5的電阻與CAN總線相連接。電阻起到一定的限流作用。CANH和 CANL與地之間各并聯(lián) 30pF 電容起到濾除總線上的高頻干擾作用。

7、用串口芯片 MAX232實現(xiàn) CAN總線轉(zhuǎn) 232 串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。通過按鍵及 LED燈顯示電路用于向 CAN總線上發(fā)送不同的數(shù)據(jù)，以及顯示接受到的數(shù)據(jù)狀態(tài)。五、進度計劃六、參考資料1 張國興 . 基于 51 單片機的 CAN總線數(shù)據(jù)通信的設計與實現(xiàn)J. 黑龍江科技信息 .20XX(36).2 何清華 , 成艾國 . 某純電動汽車 CAN網(wǎng)絡設計 J. 汽車電器.20XX(10).3 吳鵬 , 汪秉文 . 基于 CAN總線的智能控制器的設計 J. 艦船電子工程 .20XX(09).4 郭亞利 , 吳欽木 , 王紅蕾 . 基于 CAN的無觸點車燈開關控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)J. 汽車實用技術 .20

8、XX(07).5 王勇 , 侯冬冬 , 王知學 , 莊汝科 , 李小偉 . 基于 CAN總線的嵌入式汽車電子測試系統(tǒng) J. 電子設計工程 .20XX(01).6 傅婕 , 張靜怡 , 邢欣 , 陳連亮 . 基于 CAN總線通信技術的檢測儀接口設計 J. 火力與指揮控制 .20XX(S1).7 牛廣文 . 基于 USB的 CAN總線通信模塊設計 J. 自動化與儀器儀表 .20XX(06).8 楊琨 . 基于 CAN總線的智能檢測系統(tǒng)的研究 D. 西安科技大學 20XX.9 金峰 . 基于 CAN總線的以太網(wǎng)互連系統(tǒng)設計 D. 合肥工業(yè)大學 20XX.10 曹少華 , 張培仁 , 王津津 , 等. 基于 C8051F單片機的 CAN總線硬件系統(tǒng)設計 J. 測控技術 ,20XX,11(26):38-38.12PhilipsSemiconductor.PCA82C250CANControllerInterfaceDat aSheet.2000.14PhilipsSemiconductor.PCA82C250CANControllerInterfaceDat aS