DeviceNET通用I/O节点的设计与实现

发布时间：2021-01-24 19:34

　　随着现场总线技术的迅猛发展,DeviceNET现场总线技术也获得了广泛的关注与发展。DeviceNET是由Rockwell自动化公司推出的现场总线标准,是首批进入国家标准的现场总线,因此有必要开发具有自主知识产权的DeviceNET现场总线产品。由于协议的复杂性,DeviceNET产品开发一般都采用专门的进口协议芯片,但成本较高、缺乏自主知识产权。因此为了降低成本、提高竞争力、提升经济效益,设计实现DeviceNET通用I/O节点软硬件电路具有重要意义。本文广泛调研了现场总线技术与DeviceNET现场总线技术的发展状况,确定了课题的需求与设计方案的选择。在对比多种DeviceNET从站设计方案的基础上,确定了系统总体设计方案,进行了DeviceNET通用I/O节点的软硬件设计与开发。DeviceNET协议栈软件开发使用Code Composer Studio 5.5.0软件开发平台与TMS320F2812开发板,基于事件驱动的状态模式算法,实现了带有UCMM功能的预定义主／从连接组的DeviceNET从站协议栈软件。同时基于TMS320F2812嵌入式处理器,完成了CAN数据与串行数... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 现场总线概述与发展现状
        1.1.1 现场总线概述
        1.1.2 现场总线的发展
    1.2 DeviceNET现场总线简介与发展现状
        1.2.1 DeviceNET现场总线简介
        1.2.2 DeviceNET现场总线发展现状
    1.3 课题研究的目的及意义
    1.4 本文的主要工作及架构
    1.5 本章小结
第2章 DeviceNET协议规范
    2.1 DeviceNET协议规范概述
        2.1.1 DeviceNET协议规范的物理层
        2.1.2 DeviceNET协议规范的数据链路层
        2.1.3 DeviceNET协议规范的应用层
    2.2 对象模型
    2.3 报文协议与连接方式
    2.4 非连接信息管理（UCMM）服务
    2.5 数据通信方式
    2.6 预定义主/从连接组
    2.7 设备描述与EDS文件
    2.8 本章小结
第3章 DeviceNET通用I/O节点系统总体设计
    3.1 系统需求分析与整体设计方案
    3.2 基于DSP TMS320F2812的系统硬件设计
    3.3 基于DSP TMS320F2812的系统软件设计
        3.3.1 TMS320F2812开发平台
        3.3.2 DSP软件开发平台与硬件仿真器
    3.4 本章小结
第4章 DeviceNET通用I/O节点硬件设计
    4.1 DSP核心处理器模块
    4.2 复位电路
    4.3 JTAG调试接口电路
    4.4 电源模块
        4.4.1 220V-5V变压器接口电路
        4.4.2 24V-5V DC-DC电源转换电路
        4.4.3 5V-3.3V&1.8V LDO电源转换电路
        4.4.4 电源选择电路
    4.5 MAC ID选择及波特率设置与LED电路
    4.6 CAN收发器电路
    4.7 异步串行通信电路
    4.8 外扩RAM
    4.9 PCB电路板设计
    4.10 本章小结
第5章 DeviceNET从站协议栈软件设计
    5.1 DeviceNET从站协议栈软件主体框架
    5.2 软件算法与内存优化
        5.2.1 事件驱动模式
        5.2.2 状态模式
        5.2.3 内存优化算法
    5.3 TMS320F2812硬件初始化程序
        5.3.1 定时器初始化
        5.3.2 SCI总线初始化
        5.3.3 eCAN总线初始化
    5.4 DeviceNET相关对象初始化程序
    5.5 重复MAC IID检查程序
    5.6 DeviceNET接收报文分类程序
    5.7 DeviceNET报文处理程序
        5.7.1 未连接显式报文处理程序
        5.7.2 显式报文处理程序
        5.7.3 I/O报文处理程序
    5.8 DeviceNET主从站通信流程
    5.9 本章小结
第6章 系统测试与结果分析
    6.1 测试平台介绍
    6.2 测试方案
    6.3 测试结果与分析
        6.3.1 重复MAC ID检查的结果分析
        6.3.2 预定义主/从连接组连接建立与关闭的结果分析
        6.3.3 实例属性的读取与设置的结果分析
        6.3.4 I/O报文收发的结果分析
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DN1022的DeviceNet总线产品设计[J]. 张士全,袁虎,陆伟青.  自动化应用. 2014(02)
[2]现场总线技术在生产线中的应用[J]. 刘力,黄翠敏.  广船科技. 2013(04)
[3]Devicenet现场总线控制系统的优化与完善[J]. 孔凡强.  自动化应用. 2013(08)
[4]现场总线的发展历史与展望[J]. 迟君平.  国内外机电一体化技术. 2013(05)
[5]Devicenet现场总线从站通信接口设计与开发探析[J]. 闫雪.  电源技术应用. 2013 (06)
[6]基于DeviceNet的嵌入式I/O模块设计[J]. 李月恒,王美玲,刘全东.  现代电子技术. 2013(11)
[7]DCS与现场总线综述[J]. 张桢,牛玉刚.  电气自动化. 2013(01)
[8]DeviceNet-Modbus协议转换器的设计及实现[J]. 陈在平,王清.  仪表技术与传感器. 2013(01)
[9]现场总线技术漫谈[J]. 盛宇栋,程伟,张盼.  可编程控制器与工厂自动化. 2012(10)
[10]基于LPC2294的CAN总线智能节点设计[J]. 王铁钢,王忠庆.  微计算机信息. 2008(20)

硕士论文
[1]基于DeviceNet的嵌入式I/O模块设计[D]. 王美玲.北方工业大学 2013
[2]基于DeviceNet的机器人与焊机通信模块设计[D]. 刘全东.北方工业大学 2013
[3]现场总线在总变电站的应用[D]. 冯华盛.大连理工大学 2013
[4]基于现场总线的开关量I/O模块的设计[D]. 秦东.西安科技大学 2010
[5]基于DeviceNet的数据通信系统设计[D]. 熊伟.大连海事大学 2010
[6]基于Java EE的生活服务信息平台研究与实现[D]. 马小鹏.北京邮电大学 2010
[7]基于ARM的DeviceNet从站开发[D]. 刘乙奇.北京化工大学 2009
[8]DeviceNet设备的设计与实现[D]. 赵雷.上海交通大学 2009
[9]基于PCI板卡的DeviceNet主站研究[D]. 熊峰.哈尔滨工业大学 2008
[10]基于DeviceNet现场总线的集装阀控制器的设计[D]. 徐天锡.山东大学 2008



本文编号：2997812