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第1章 绪论1

1.1概述1

1.1.1现场总线概念1

1.1.2现场总线的产生1

1.1.3现场总线的技术特点2

1.1.4 现场总线的技术标准3

1.2现场总线技术基础4

1.2.1数据通信技术基础4

1.2.2网络拓扑12

1.2.3网络的传输介质14

1.2.4网络传输的介质访问控制方式17

1.2.5现场总线通信模型18

1.3 CAN总线基础知识19

1.3.1 CAN总线的发展历程19

1.3.2 CAN总线的通信方式20

1.3.3 CAN总线的技术特点21

1.4本章小结22

思考题与习题22

第2章CAN总线技术及其协议规范23

2.1 CAN总线技术及其协议规范概述23

2.2 CAN总线的系统构成23

2.2 1 CAN总线的系统组成24

2.2.2 CAN总线的拓扑结构24

2.2.3 CAN总线的传输介质26

2.3 CAN总线通信参考模型26

2.4 CAN总线报文的传送27

2.5 CAN总线报文的帧结构28

2.6 CAN总线报文的编码、滤波和校验33

2.7 CAN总线报文的优先级确定问题34

2.7.1 CAN总线的仲裁过程34

2.7.2数据帧和远程帧的优先级34

2.7.3标准格式和扩展格式的优先级34

2.8 CAN总线错误处理35

2.9 CAN总线故障界定35

2.9.1故障界定方法36

2.9.2错误计数规则36

2.10 CAN总线的位定时37

2.11 CAN总线的位同步38

2.12本章小结39

思考题与习题39

第3章CAN总线控制器SJA1000及其应用41

3.1 SJA1000概述41

3.2 SJA1000的内部结构及其控制模块43

3.3 SJA1000基本模式下的寄存器44

3.3.1基本模式下的寄存器44

3.3.2基本模式下的控制寄存器45

3.3.3基本模式下的数据段寄存器47

3.4 SJA 1000扩展模式下的寄存器48

3.4.1扩展模式下的寄存器48

3.4.2扩展模式下的控制寄存器54

3.4.3扩展模式下的数据段寄存器62

3.5两种模式的公共寄存器66

3.6 SJA1000的读写时序分析71

3.7基于51系列单片机的CAN智能节点设计72

3.7.1硬件设计72

3.7.2软件设计73

3.8本章小结75

思考题与习题75

第4章 典型CAN总线驱动器76

4.1 CAN总线驱动器概述76

4.2 CAN总线驱动器PCA82C250/25176

4.2.1 PCA82C250/251的主要特性77

4.2.2 PCA82C250/251的基本性能77

4.2.3 PCA82C250/251的功能描述79

4.2.4 PCA82C250/251的典型应用80

4.3高速CAN总线驱动器TJA104082

4.3.1 TJA1040的主要特性82

4.3.2 TJA1040的基本性能82

4.3.3 TJA1040的功能描述84

4.3.4 TJA1040的典型应用85

4.4高速CAN总线驱动器TJA105086

4.4.1 TJA1050的主要特性86

4.4.2 TJA1050的基本性能86

4.4.3 TJA1050的功能描述87

4.4.4 TJA1050的典型应用88

4.5几种典型的CAN总线驱动器的比较89

4.5.1应用方面的区别90

4.5.2引脚的区别90

4.5.3工作的模式区别91

4.6本章小结92

思考题与习题93

第5章 具有CAN总线接口的微处理器及应用94

5.1 C8051F系列单片机的CAN接口及其应用94

5.1.1 C8051F50X系列单片机介绍94

5.1.2 C8051F50X内部CAN控制器介绍95

5.1.3 C8051F50X内部CAN寄存器介绍98

5.1.4基于C8051F500的CAN硬件设计100

5.1.5基于C8051F500的CAN软件设计101

5.2 TMS320F28335 DSP的CAN接口及其应用105

5.2.1 TMS320F28335介绍105

5.2.2 TMS320F28335内部eCAN控制器介绍106

5.2.3 TMS320F28335内部eCAN寄存器介绍108

5.2.4基于TMS320F28335的CAN硬件设计113

5.2.5基于TMS320F28335的CAN软件设计114

5.3基于ARM？ CortexTM-M3内核的STM32F 107微控制器CAN接口及其应用118

5.3.1 STM32F107芯片介绍118

5.3.2 STM32F 107的CAN控制器概述118

5.3.3 STM32F107的CAN控制器操作120

5.3.4基于STM32F 107的CAN硬件设计122

5.3.5基于STM32F107的CAN软件设计123

5.4本章小结125

思考题与习题125

第6章CAN总线与计算机的接口设计126

6.1 PC-104总线CAN接口卡设计126

6.1.1 PC-104总线介绍126

6.1.2硬件电路设计说明128

6.1.3 PC-104接口卡软件设计132

6.2 ISA总线CAN接口卡设计142

6.2.1 ISA总线简介142

6.2.2硬件电路设计说明143

6.2.3 ISA接口卡软件设计148

6.3 PCI总线CAN接口卡设计153

6.3.1 PCI总线简介153

6.3.2硬件电路设计说明154

6.3.3 PCI接口卡软件设计155

6.4 PC并行端口与CAN接口设计166

6.4.1 PC并行端口简介166

6.4.2基于EPP模式的接口电路设计169

6.4.3并口接口卡软件设计169

6.5 USB总线与CAN接口设计180

6.5.1 USB总线简介180

6.5.2硬件电路设计说明180

6.5.3 USB接口卡软件设计181

6.6以太网与CAN接口设计191

6.6.1以太网简介191

6.6.2硬件电路设计说明192

6.6.3以太网接口卡软件设计194

6.7本章小结198

思考题与习题198

第7章CAN总线的工程应用问题199

7.1 CAN总线的扩展模式功能分析199

7.1.1寄存器和RAM地址分配199

7.1.2错误处理功能200

7.1.3仲裁丢失捕捉功能203

7.1.4单次发送功能203

7.1.5自动位速率检测功能204

7.1.6仅听模式204

7.1.7 CAN的自测试204

7.2 CAN总线的滤波器配置问题205

7.2.1 BasicCAN模式的验收滤波205

7.2.2 PeliCAN模式的验收滤波205

7.3 CAN总线的驱动问题207

7.3.1 CAN接口的斜率控制功能207

7.3.2最大总线线路长度及节点数209

7.3.3总线终端和拓扑结构214

7.4 CAN总线的实时性问题分析219

7.4.1 CAN总线系统的实时性问题219

7.4.2 CAN总线延时分析219

7.4.3 CAN总线延时变化分析223

7.4.4实时性能提升策略224

7.5本章小结225

思考题与习题225

第8章CAN总线的应用层协议226

8.1 CAN总线的应用层协议概述226

8.2 CANopen技术协议226

8.2.1对象字典227

8.2.2 CANopen子协议228

8.2.3 CANopen数据传输机制228

8.3 DeviceNet协议229

8.3.1 DeviceNet概述229

8.3.2 DeviceNet对象模型230

8.3.3 DeviceNet的连接方案232

8.3.4 DeviceNet报文协议233

8.4 CAN总线其他高层协议234

8.4.1 CANaerospace协议234

8.4.2 CANKingdom协议234

8.4.3 SDS协议235

8.5 CAN总线应用层协议对比研究235

8.5.1信息标识符分配系统235

8.5.2过程数据交换的特点235

8.5.3点对点通信信道236

8.6本章小结236

思考题与习题236

第9章CAN总线的工程应用案例237

9.1 CAN总线在汽车电子系统中的应用237

9.1.1汽车CAN总线技术方案237

9.1.2基于CAN总线的汽车远程故障诊断238

9.2 CAN总线在工程机械中的应用242

9.2.1 CAN总线在汽车起重机控制系统中的应用242

9.2.2 CAN总线在混凝土摊铺机控制系统中的应用243

9.3 CAN总线在轨道交通系统中的应用244

9.3.1 CAN总线在轨道交通运行控制系统中的应用244

9.3.2 CAN总线在内燃、电力机车的运行监控记录装置中的应用246

9.3.3 CAN总线在轨道交通车辆制动控制系统中的应用247

9.4 CAN总线在磁浮列车状态监测与故障诊断中的应用248

9.4.1 CAN总线在中低速磁浮列车状态监测与诊断系统的应用248

9.4.2 CAN总线在高速磁浮列车车载诊断系统的应用250

9.5 CAN总线在工业控制中的典型应用251

9.5.1 CAN总线在香烟包装机、卷接机生产线上的应用251

9.5.2 CAN总线在隧道窑控制系统中的应用253

9.5.3 CAN总线在网带窑控制系统中的应用254

9.5.4 CAN总线在双变频卷染机控制系统中的应用255

9.5.5 CAN总线在圆网印花机控制系统中的应用256

9.6本章小结257

思考题与习题257

参考文献258