基于CAN的打印机内开放实时总线系统设计与实现

发布时间：2020-03-31 13:22

【摘要】： 大型喷绘打印机,由众多子板构成。目前子板间多根据板载MCU的IO资源,针对性的设计不同子板间的通信总线,使得整个系统呈现出多总线拓扑结构,至少带来以下局限性：打印机特定应用环境下多总线拓扑易使主板成为拓扑的中心节点,造成中心节点的通信压力大；当对某类子板进行不同型号替换,那么通信对端的软硬件可能需要相应调整,造成子板不同型号替换的局限性；不同公司的不同子板组合,极可能需要重新开发板间通信。针对大型喷绘机多总线拓扑结构的不足,迫切需要各子板间控制流统一使用单总线拓扑。CANBUS具有通信速率高、实时性好、支持多主结构、MCU普遍集成有片内控制器等众多优点,可以采用CANBUS单总线承载多子板间的控制流通信,通过设计合理的驱动层、传输层,使得各子板呈现出多主竞争、单总线拓扑的通信模式。本论文的主要内容如下： (1)研究工业喷绘打印机的系统构成、分析系统的板间数据流＼命令流交互关系、分析机内板间总线拓扑结构及其不足。 (2)在前期充分分析CANOpen等现有成熟CAN高层协议为基础,针对工业喷绘机的具体应用环境,提出了工业喷绘机板间单总线拓扑结构、总线电路设计、和软件的三层结构：驱动层、传输层、应用层。采用单总线拓扑结构、多主竞争模式承载各子板板间控制流,是为了：从硬件上统一各子板间通信接口；消除中心节点(多为主板承担),使得在单总线拓扑下任何子板可以自由发起对其它子板的通讯过程,一方面消除系统对中心节点的过度依赖,另一方面在一定程度上消弱了系统各板间的设计耦合性。 (3)定义了驱动层的接口、功能,并以LPC2378为例来设计CAN节点驱动层,然后设计了CAN节点传输层,给出了一套针对工业喷绘打印机基于CAN的开放、实时总线系统的解决方案,使得整个网络能够可靠有效的承载板间控制流。驱动层向传输层提供抽象接口,向传输层提供传输层包在CAN总线上的收发能力。传输层向应用层提供了四种通信模式,主要可分为基于会话的端到端通信和基于CAN节点的点到点通信,对应用层统一板间通信过程。 (4)本论文最后还简单介绍了设计的开发测试流程,并列举了实际开发过程中使用到的几种测试手段。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP334.8

【引证文献】