CAN总线技术与应用系统设计

前言

第1章 绪论

1.1 概述

1.1.1 现场总线概念

1.1.2 现场总线的产生

1.1.3 现场总线的技术特点

1.1.4 现场总线的技术标准

1.2 现场总线技术基础

1.2.1 数据通信技术基础

1.2.2 网络拓扑

1.2.3 网络的传输介质

1.2.4 网络传输的介质访问控制方式

1.2.5 现场总线通信模型

1.3 CAN总线基础知识

1.3.1 CAN总线的发展历程

1.3.2 CAN总线的通信方式

1.3.3 CAN总线的技术特点

1.4 本章小结

思考题与习题

第2章 CAN总线技术及其协议规范

2.1 CAN总线技术及其协议规范概述

2.2 CAN总线的系统构成

2.2.1 CAN总线的系统组成

2.2.2 CAN总线的拓扑结构

2.2.3 CAN总线的传输介质

2.3 CAN总线通信参考模型

2.4 CAN总线报文的传送

2.5 CAN总线报文的帧结构

2.6 CAN总线报文的编码、滤波和校验

2.7 CAN总线报文的优先级确定问题

2.7.1 CAN总线的仲裁过程

2.7.2 数据帧和远程帧的优先级

2.7.3 标准格式和扩展格式的优先级

2.8 CAN总线错误处理

2.9 CAN总线故障界定

2.9.1 故障界定方法

2.9.2 错误计数规则

2.10 CAN总线的位定时

2.11 CAN总线的位同步

2.12 本章小结

思考题与习题

第3章 CAN总线控制器SJA1000及其应用

3.1 SJA1000概述

3.2 SJA1000的内部结构及其控制模块

3.3 SJA1000基本模式下的寄存器

3.3.1 基本模式下的寄存器

3.3.2 基本模式下的控制寄存器

3.3.3 基本模式下的数据段寄存器

3.4 SJA1000扩展模式下的寄存器

3.4.1 扩展模式下的寄存器

3.4.2 扩展模式下的控制寄存器

3.4.3 扩展模式下的数据段寄存器

3.5 两种模式的公共寄存器

3.6 SJA1000的读写时序分析

3.7 基于51系列单片机的CAN智能节点设计

3.7.1 硬件设计

3.7.2 软件设计

3.8 本章小结

思考题与习题

第4章 典型CAN总线驱动器

4.1 CAN总线驱动器概述

4.2 CAN总线驱动器PCA82C250/251

4.2.1 PCA82C250/251的主要特性

4.2.2 PCA82C250/251的基本性能

4.2.3 PCA82C250/251的功能描述

4.2.4 PCA82C250/251的典型应用

4.3 高速CAN总线驱动器TJA1040

4.3.1 TJA1040的主要特性

4.3.2 TJA1040的基本性能

4.3.3 TJA1040的功能描述

4.3.4 TJA1040的典型应用

4.4 高速CAN总线驱动器TJA1050

4.4.1 TJA1050的主要特性

4.4.2 TJA1050的基本性能

4.4.3 TJA1050的功能描述

4.4.4 TJA1050的典型应用

4.5 几种典型的CAN总线驱动器的比较

4.5.1 应用方面的区别

4.5.2 引脚的区别

4.5.3 工作的模式区别

4.6 本章小结

思考题与习题

第5章 具有CAN总线接口的微处理器及应用

5.1 C8051F系列单片机的CAN接口及其应用

5.1.1 C8051F50X系列单片机介绍

5.1.2 C8051F50X内部CAN控制器介绍

5.1.3 C8051F50X内部CAN寄存器介绍

5.1.4 基于C8051F500 的CAN硬件设计

5.1.5 基于C8051F500的CAN软件设计

5.2 TMS320F28335 DSP的CAN接口及其应用

5.2.1 TMS320F28335介绍

5.2.2 TMS320F28335内部eCAN控制器介绍

5.2.3 TMS320F28335内部eCAN寄存器介绍

5.2.4 基于TMS320F28335的CAN硬件设计

5.2.5 基于TMS320F28335的CAN软件设计

5.3 基于ARM（r）CortexTM-M3内核的STM32F107微控制器CAN接口及其应用

5.3.1 STM32F107芯片介绍

5.3.2 STM32F107的CAN控制器概述

5.3.3 STM32F107的CAN控制器操作

5.3.4 基于STM32F107的CAN硬件设计

5.3.5 基于STM32F107的CAN软件设计

5.4 本章小结

思考题与习题

第6章 CAN总线与计算机的接口设计

6.1 PC-104总线CAN接口卡设计

6.1.1 PC-104总线介绍

6.1.2 硬件电路设计说明

6.1.3 PC-104接口卡软件设计

6.2 ISA总线CAN接口卡设计

6.2.1 ISA总线简介

6.2.2 硬件电路设计说明

6.2.3 ISA接口卡软件设计

6.3 PCI总线CAN接口卡设计

6.3.1 PCI总线简介

6.3.2 硬件电路设计说明

6.3.3 PCI接口卡软件设计

6.4 PC并行端口与CAN接口设计

6.4.1 PC并行端口简介

6.4.2 基于EPP模式的接口电路设计

6.4.3 并口接口卡软件设计

6.5 USB总线与CAN接口设计

6.5.1 USB总线简介

6.5.2 硬件电路设计说明

6.5.3 USB接口卡软件设计

6.6 以太网与CAN接口设计

6.6.1 以太网简介

6.6.2 硬件电路设计说明

6.6.3 以太网接口卡软件设计

6.7 本章小结

思考题与习题

第7章 CAN总线的工程应用问题

7.1 CAN总线的扩展模式功能分析

7.1.1 寄存器和RAM地址分配

7.1.2 错误处理功能

7.1.3 仲裁丢失捕捉功能

7.1.4 单次发送功能

7.1.5 自动位速率检测功能

7.1.6 仅听模式

7.1.7 CAN的自测试

7.2 CAN总线的滤波器配置问题

7.2.1 BasicCAN模式的验收滤波

7.2.2 PeliCAN模式的验收滤波

7.3 CAN总线的驱动问题

7.3.1 CAN接口的斜率控制功能

7.3.2 最大总线线路长度及节点数

7.3.3 总线终端和拓扑结构

7.4 CAN总线的实时性问题分析

7.4.1 CAN总线系统的实时性问题

7.4.2 CAN总线延时分析

7.4.3 CAN总线延时变化分析

7.4.4 实时性能提升策略

7.5 本章小结

思考题与习题

第8章 CAN总线的应用层协议

8.1 CAN总线的应用层协议概述

8.2 CANopen技术协议

8.2.1 对象字典

8.2.2 CANopen子协议

8.2.3 CANopen数据传输机制

8.3 DeviceNet协议

8.3.1 DeviceNet概述

8.3.2 DeviceNet对象模型

8.3.3 DeviceNet的连接方案

8.3.4 DeviceNet报文协议

8.4 CAN总线其他高层协议

8.4.1 CANaerospace协议

8.4.2 CANKingdom协议

8.4.3 SDS协议

8.5 CAN总线应用层协议对比研究

8.5.1 信息标识符分配系统

8.5.2 过程数据交换的特点

8.5.3 点对点通信信道

8.6 本章小结

思考题与习题

第9章 CAN总线的工程应用案例

9.1 CAN总线在汽车电子系统中的应用

9.1.1 汽车CAN总线技术方案

9.1.2 基于CAN总线的汽车远程故障诊断

9.2 CAN总线在工程机械中的应用

9.2.1 CAN总线在汽车起重机控制系统中的应用

9.2.2 CAN总线在混凝土摊铺机控制系统中的应用

9.3 CAN总线在轨道交通系统中的应用

9.3.1 CAN总线在轨道交通运行控制系统中的应用

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

9.3.3 CAN总线在轨道交通车辆制动控制系统中的应用

9.4 CAN总线在磁浮列车状态监测与故障诊断中的应用

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

9.4.2 CAN总线在高速磁浮列车车载诊断系统的应用

9.5 CAN总线在工业控制中的典型应用

9.5.1 CAN总线在香烟包装机、卷接机生产线上的应用

9.5.2 CAN总线在隧道窑控制系统中的应用

9.5.3 CAN总线在网带窑控制系统中的应用

9.5.4 CAN总线在双变频卷染机控制系统中的应用

9.5.5 CAN总线在圆网印花机控制系统中的应用

9.6 本章小结

思考题与习题

参考文献

《电气信息工程丛书：CAN总线技术与应用系统设计》根据作者多年来从事CAN总线教学和科研实践经验编写而成。在介绍CAN总线基本概念、技术规范基础上，介绍了CAN总线控制器SJA1000和典型CAN总线驱动器的应用，详细介绍了3种典型的具有CAN总线接口的微处理器及应用，重点对CAN总线与计算机的接口进行了分析与设计，论述了CAN总线的工程应用，给出了CAN总线的应用层协议，最后介绍了CAN总线的工程应用案例。书中所给出的相关原理图和示例程序可供读者应用时参考，这些资料已通过了实践验证。每章配有习题，以指导读者进行深入的学习。
　　《电气信息工程丛书：CAN总线技术与应用系统设计》不仅可供有关工程技术人员参考，也可作为自动化专业高年级本科生、相关专业控制类研究生的教材。