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內容簡介

本書既可作為獨立教材，又可作為《項目驅動——單片機應用設計基礎》的配套教材。采用項目驅動的形式，通過一個多節點CAN-bus通信網絡的完整實現來展現CAN -bus各方面的知識。全書分為8章，主要內容包括現場總線的概念、CAN節點的軟硬件設計，以及國際主流高層協議CANopen和DeviceNet，并在一章介紹CAN-bus應用中常見的問題及解決辦法。《項目驅動—CAN-bus現場總線基礎教程》強調理論與實踐相結合，讀者通過《項目驅動：CAN-bus現場總線基礎教程》的學習，可深入了解CAN -bus的相關知識，并掌握節點的設計方法。《項目驅動—CAN-bus現場總線基礎教程》可作為大學本科和研究生電子信息、自動化、機電一體化等專業的教材，也可作為電子愛好者以及對 CAN-bus感興趣的科技人員的參考用書。

編輯推薦

本書提出的"項目驅動"，通過一個多節點CAN-bus通信網絡的實現來介紹CAN-bus各方面的知識，從現場總線宏觀的概念到CAN控制器中寄存器的操作，從自定義協議到國際主流的標準協議，從硬件設計到軟件分層，循序漸進，深入淺出地介紹相關知識。

第1章現場總線CAN-bus 1.1 從"罐頭"說起 1.2 通信的層次 1.3 什么是現場總線 1.4 CAN總線簡介 1.5 CAN-bus物理層 1.5.1 CAN收發器與信號電平 1.5.2 接插件 1.5.3 線"與"原理 1.5.4 同步與填充位 1.5.5 通信速率與距離 1.5.6 終端電阻 1.5.7 小結 1.6 CAN-bus數據鏈路層 1.6.1 CAN幀類型 1.6.2 數據幀 1.6.3 遠程幀 1.6.4 錯誤幀 1.6.5 過載幀 1.6.6 幀間隔 1.6.7 小結 1.7 CAN-bus應用層第2章 CAN節點設計 2.1 概述 2.1.1 CAN網絡與節點 2.1.2 CAN硬件驅動 2.1.3 應用層協議驅動 2.1.4 功能電路驅動代碼與應用程序 2.2 CAN-bus節點電路 2.2.1 CAN控制器 2.2.2 CAN控制器SJA1000 2.2.3 CAN收發器 2.2.4 CAN收發器CTM8251 2.2.5 CAN控制器和收發器電路設計 2.3 系統設計 2.3.1 單片機最小系統 2.3.2 功能電路設計 2.4 MCU與CAN控制器電路的連接第3章 CAN控制器驅動 3.1 SJA1000編程基礎 3.1.1 MCU訪問SJAl000 3.1.2 讀/寫寄存器 3.1.3 寄存器位操作 3.1.4 連續讀/寫寄存器 3.1.5 延時 3.2 SJA1000硬件連接測試 3.2.1 硬件接口測試原理 3.2.2 測試例程 3.3 SJA1000初始化 3.3.1 初始化流程 3.3.2 SJA1000初始化函數 3.4 SJA1000發送CAN幀 3.4.1 發送流程 3.4.2 發送模式 3.4.3 發送函數 3.4.4 測試例程 3.5 SJA1000接收CAN幀 3.5.1 接收報文處理流程 3.5.2 接收緩沖區 3.5.3 讀取SJA1000報文流程 3.5.4 接收函數 3.5.5 測試例程 3.6 SJA1000驗收濾波器 3.6.1 驗收濾波器的作用 3.6.2 驗收濾波器的原理 3.6.3 驗收濾波器設置函數 3.6.4 測試例程 3.7 SJA1000中斷 3.7.1 接收中斷(RI) 3.7.2 數據溢出中斷(DOI) 3.7.3 發送中斷(TI) 3.7.4 與狀態相關的中斷 3.7.5 中斷處理流程 3.8 虛擬CAN驅動 3.8.1 虛擬CAN控制器驅動接口 3.8.2 CAN報文結構 3.8.3 SJA1000虛擬CAN控制器驅動 3.8.4 測試例程第4章 CAN應用層協議 4.1 概述 4.2 常用CAN-bus應用層協議介紹 4.2.1 DeviceNet協議 4.2.2 CAL協議 4.2.3 CANopen協議 4.2.4 CANKingdom協議 4.2.5 J1939協議 4.2.6 SDS協議 4.3 如何構建CAN-bus應用層協議 4.3.1 CAN報文的分配 4.3.2 CAN網絡數據通信的實現 4.3.3 CAN應用層協議：面向節點和面向報文的協議 4.4 制定一個CAN應用層協議 4.5 CAN應用層協議驅動第5章 CAN節點應用程序設計 5.1 功能電路驅動 5.1.1 蜂鳴器驅動 5.1.2 按鍵驅動 5.1.3 LED驅動 5.2 應用程序第6章 CAN總線應用層協議——CANopen 6.1 CANopen協議 6.1.1 CANopen協議簡介 6.1.2 CANopen對象字典 6.1.3 CANopen通信 6.1.4 CANopen預定義連接集 6.1.5 CANopen網絡的結構 6.2 CANopen主站設備及其應用 6.2.1 CANopen網絡的特點 6.2.2 CANopen網絡的設備分類 6.2.3 CANopen主站設備 6.2.4 測試CANopen網絡與設備 6.2.5 CANopen網絡報文 6.2.6 CANopen網絡的性能 6.3 嵌入式CANopen協議轉換模塊 6.3.1 XGate-COP10簡介 6.3.2 硬件設計 6.3.3 軟件設計 6.3.4 XGate-COP10與CANopen主站連接 6.4 CANopen從站I/O設備設計 6.4.1 通用I/O設備底板硬件設計 6.4.2 軟件編程 6.4.3 I/O設備與主站的連接 6.5 CANopen主站設備的實現 6.5.1 CANopen網絡的拓撲結構 6.5.2 PCI-5010-P CANopen主站卡簡介 6.5.3 PCI-5010-P驅動程序安裝 6.5.4 基于PCI-5010-P的PC機端軟件設計 6.6 快速實現CANopen網絡的組建與配置 6.6.1 CANopen主/從站特點 6.6.2 CANopen網絡組建 6.6.3 CANopen網絡中從站的配置第7章 CAN總線應用層協議——DeviceNet 7.1 DeviceNet規范 7.1.1 DeviceNet規范簡介 7.1.2 DeviceNet設備及網絡拓撲 7.2 DeviceNet傳感器從站設備的開發 7.2.1 XGate-DVN10簡介 7.2.2 傳感器模塊的硬件設計 7.2.3 傳感器模塊的軟件設計 7.3 DeviceNet主站設備的實現 7.3.1 DeviceNet典型網絡拓撲結構 7.3.2 PCI-5010-D DeviceNet主站卡簡介 7.3.3 PCI-5010-D驅動程序安裝 7.3.4 基于PCI-5010-D的PC機端軟件設計 7.4 DeviceNet網絡的組建和配置 7.4.1 DeviceNet主/從站特點 7.4.2 DeviceNet網絡組建 7.4.3 DeviceNet網絡配置及通信第8章 CAN總線設備及調試工具 8.1 概述 8.2 USBCAN-E-U 8.2.1 USBCAN-E-U簡介 8.2.2 USBCAN-E-U主要特點 8.2.3 應用案例 8.3 PCI-5010-U 8.3.1 PCI-5010-U簡介 8.3.2 PCI-5010-U主要特點 8.3.3 應用案例 8.4 CANScope 8.4.1 CANScope簡介 8.4.2 物理層 8.4.3 數據鏈路層 8.4.4 應用層附錄A SJA1000寄存器定義頭文件源代碼附錄B CAN網絡組建及應用 B.1 CAN-bus設備分類 B.2 CAN-bus網絡結構 B.3 CAN-bus網絡組建實例參考文獻第1章現場總線CAN-bus 1.1 從"罐頭"說起 1.2 通信的層次 1.3 什么是現場總線 1.4 CAN總線簡介 1.5 CAN-bus物理層 1.5.1 CAN收發器與信號電平 1.5.2 接插件 1.5.3 線"與"原理 1.5.4 同步與填充位 1.5.5 通信速率與距離 1.5.6 終端電阻 1.5.7 小結 1.6 CAN-bus數據鏈路層 1.6.1 CAN幀類型 1.6.2 數據幀 1.6.3 遠程幀 1.6.4 錯誤幀 1.6.5 過載幀 1.6.6 幀間隔 1.6.7 小結 1.7 CAN-bus應用層第2章 CAN節點設計 2.1 概述 2.1.1 CAN網絡與節點 2.1.2 CAN硬件驅動 2.1.3 應用層協議驅動 2.1.4 功能電路驅動代碼與應用程序 2.2 CAN-bus節點電路 2.2.1 CAN控制器 2.2.2 CAN控制器SJA1000 2.2.3 CAN收發器 2.2.4 CAN收發器CTM8251 2.2.5 CAN控制器和收發器電路設計 2.3 系統設計 2.3.1 單片機最小系統 2.3.2 功能電路設計 2.4 MCU與CAN控制器電路的連接第3章 CAN控制器驅動 3.1 SJA1000編程基礎 3.1.1 MCU訪問SJAl000 3.1.2 讀/寫寄存器 3.1.3 寄存器位操作 3.1.4 連續讀/寫寄存器 3.1.5 延時 3.2 SJA1000硬件連接測試 3.2.1 硬件接口測試原理 3.2.2 測試例程 3.3 SJA1000初始化 3.3.1 初始化流程 3.3.2 SJA1000初始化函數 3.4 SJA1000發送CAN幀 3.4.1 發送流程 3.4.2 發送模式 3.4.3 發送函數 3.4.4 測試例程 3.5 SJA1000接收CAN幀 3.5.1 接收報文處理流程 3.5.2 接收緩沖區 3.5.3 讀取SJA1000報文流程 3.5.4 接收函數 3.5.5 測試例程 3.6 SJA1000驗收濾波器 3.6.1 驗收濾波器的作用 3.6.2 驗收濾波器的原理 3.6.3 驗收濾波器設置函數 3.6.4 測試例程 3.7 SJA1000中斷 3.7.1 接收中斷(RI) 3.7.2 數據溢出中斷(DOI) 3.7.3 發送中斷(TI) 3.7.4 與狀態相關的中斷 3.7.5 中斷處理流程 3.8 虛擬CAN驅動 3.8.1 虛擬CAN控制器驅動接口 3.8.2 CAN報文結構 3.8.3 SJA1000虛擬CAN控制器驅動 3.8.4 測試例程第4章 CAN應用層協議 4.1 概述 4.2 常用CAN-bus應用層協議介紹 4.2.1 DeviceNet協議 4.2.2 CAL協議 4.2.3 CANopen協議 4.2.4 CANKingdom協議 4.2.5 J1939協議 4.2.6 SDS協議 4.3 如何構建CAN-bus應用層協議 4.3.1 CAN報文的分配 4.3.2 CAN網絡數據通信的實現 4.3.3 CAN應用層協議：面向節點和面向報文的協議 4.4 制定一個CAN應用層協議 4.5 CAN應用層協議驅動第5章 CAN節點應用程序設計 5.1 功能電路驅動 5.1.1 蜂鳴器驅動 5.1.2 按鍵驅動 5.1.3 LED驅動 5.2 應用程序第6章 CAN總線應用層協議——CANopen 6.1 CANopen協議 6.1.1 CANopen協議簡介 6.1.2 CANopen對象字典 6.1.3 CANopen通信 6.1.4 CANopen預定義連接集 6.1.5 CANopen網絡的結構 6.2 CANopen主站設備及其應用 6.2.1 CANopen網絡的特點 6.2.2 CANopen網絡的設備分類 6.2.3 CANopen主站設備 6.2.4 測試CANopen網絡與設備 6.2.5 CANopen網絡報文 6.2.6 CANopen網絡的性能 6.3 嵌入式CANopen協議轉換模塊 6.3.1 XGate-COP10簡介 6.3.2 硬件設計 6.3.3 軟件設計 6.3.4 XGate-COP10與CANopen主站連接 6.4 CANopen從站I/O設備設計 6.4.1 通用I/O設備底板硬件設計 6.4.2 軟件編程 6.4.3 I/O設備與主站的連接 6.5 CANopen主站設備的實現 6.5.1 CANopen網絡的拓撲結構 6.5.2 PCI-5010-P CANopen主站卡簡介 6.5.3 PCI-5010-P驅動程序安裝 6.5.4 基于PCI-5010-P的PC機端軟件設計 6.6 快速實現CANopen網絡的組建與配置 6.6.1 CANopen主/從站特點 6.6.2 CANopen網絡組建 6.6.3 CANopen網絡中從站的配置第7章 CAN總線應用層協議——DeviceNet 7.1 DeviceNet規范 7.1.1 DeviceNet規范簡介 7.1.2 DeviceNet設備及網絡拓撲 7.2 DeviceNet傳感器從站設備的開發 7.2.1 XGate-DVN10簡介 7.2.2 傳感器模塊的硬件設計 7.2.3 傳感器模塊的軟件設計 7.3 DeviceNet主站設備的實現 7.3.1 DeviceNet典型網絡拓撲結構 7.3.2 PCI-5010-D DeviceNet主站卡簡介 7.3.3 PCI-5010-D驅動程序安裝 7.3.4 基于PCI-5010-D的PC機端軟件設計 7.4 DeviceNet網絡的組建和配置 7.4.1 DeviceNet主/從站特點 7.4.2 DeviceNet網絡組建 7.4.3 DeviceNet網絡配置及通信第8章 CAN總線設備及調試工具 8.1 概述 8.2 USBCAN-E-U 8.2.1 USBCAN-E-U簡介 8.2.2 USBCAN-E-U主要特點 8.2.3 應用案例 8.3 PCI-5010-U 8.3.1 PCI-5010-U簡介 8.3.2 PCI-5010-U主要特點 8.3.3 應用案例 8.4 CANScope 8.4.1 CANScope簡介 8.4.2 物理層 8.4.3 數據鏈路層 8.4.4 應用層附錄A SJA1000寄存器定義頭文件源代碼附錄B CAN網絡組建及應用 B.1 CAN-bus設備分類 B.2 CAN-bus網絡結構 B.3 CAN-bus網絡組建實例參考文獻