現(xiàn)場總線CAN原理與應(yīng)用技術(shù)（第2版）

第1章  計算機網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線
1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)體系的結(jié)構(gòu)1
1.1.1 物理層2
1.1.2 數(shù)據(jù)鏈路層5
1.1.3 介質(zhì)訪問控制子層MAC和邏輯鏈路控制子層LLC7
1.1.4 網(wǎng)絡(luò)層8
1.1.5 傳輸層9
1.1.6 會話層10
1.1.7 表示層10
1.1.8 應(yīng)用層10
1.2 現(xiàn)場總線11
1.2.1 什么是現(xiàn)場總線11
1.2.2 工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展11
1.2.3 現(xiàn)場總線技術(shù)12
1.2.4 現(xiàn)場總線的發(fā)展12
1.3 CAN總線14
1.3.1 CAN總線的發(fā)展歷程14
1.3.2 CAN總線的特點17
1.3.3 CAN總線的位數(shù)值表示與通信距離18
第2章  CAN技術(shù)規(guī)范的介紹
2.1 簡介20
2.2 基本概念21
2.3 報文傳輸24
2.3.1 幀格式24
2.3.2 幀類型24
2.3.3 關(guān)于幀格式的一致性31
2.3.4 發(fā)送器和接收器的定義32
2.4 報文濾波32
2.5 報文校驗32
2.6 編碼32
2.7 錯誤處理33
2.7.1 錯誤檢測33
2.7.2 出錯時發(fā)出的信號33
2.8 故障界定33
2.9 振蕩器容差35
2.10 位定時要求35
第3章  獨立CAN控制器
3.1 芯片SJA1000的概述38
3.2 SJA1000的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及SJA1000引腳定義39
3.3 SJA1000在系統(tǒng)中的位置41
3.4 SJA1000的幾個控制模塊42
3.5 SJA1000的詳細(xì)介紹42
3.5.1 與PCA82C200的兼容性43
3.5.2 比PCA82C200增加的功能43
3.5.3 BasicCAN模式中的寄存器及其功能描述44
3.5.4 PeliCAN 模式中的寄存器及其功能描述53
3.5.5 公共寄存器73
3.6 SJA1000主要參數(shù)限額78
3.7 SJA1000位周期參數(shù)的確定78
3.7.1 傳播的延時79
3.7.2 同步80
3.7.3 位定時條件的說明81
3.7.4 計算規(guī)則81
3.7.5 計算規(guī)則的圖解表示方式82
3.7.6 位定時參數(shù)的計算84
3.8 SJA1000與單片機的典型接口電路及其在PeliCAN模式中的地址分配示意圖91
3.9 帶有SPI接口的獨立CAN 控制器MCP251593
3.10 MCP2515功能介紹94
3.10.1 概述94
3.10.2 發(fā)送/接收緩沖器96
3.10.3 CAN 協(xié)議引擎97
3.11 MCP2515報文發(fā)送98
3.11.1 發(fā)送緩沖器98
3.11.2 發(fā)送優(yōu)先級99
3.11.3 啟動發(fā)送99
3.11.4 單觸發(fā)模式99
3.11.5 TXnRTS 引腳100
3.11.6 中止發(fā)送100
3.11.7 報文發(fā)送流程100
3.11.8 與報文發(fā)送相關(guān)的寄存器100
3.12 MCP2515報文接收103
3.12.1 報文接收緩沖器、接收標(biāo)志與中斷103
3.12.2 接收優(yōu)先級、滾存以及RXM位104
3.12.3 RX0BF和RX1BF引腳105
3.12.4 報文驗收濾波器及屏蔽寄存器109
3.13 MCP2515位定時112
3.13.1 CAN位時間與同步112
3.13.2 對時間段編程112
3.13.3 位定時配置寄存器112
3.14 錯誤檢測與處理114
3.15 MCP2515的中斷115
3.15.1 中斷代碼位117
3.15.2 發(fā)送中斷117
3.15.3 接收中斷117
3.15.4 報文錯誤中斷117
3.15.5 總線活動喚醒中斷118
3.15.6 錯誤中斷118
3.15.7 中斷確認(rèn)118
3.16 時鐘振蕩器118
3.16.1 時鐘振蕩器啟動定時器119
3.16.2 CLKOUT引腳119
3.17 復(fù)位120
3.18 工作模式120
3.18.1 配置模式121
3.18.2 休眠模式122
3.18.3 只聽模式122
3.18.4 回環(huán)模式122
3.18.5 正常模式123
3.19 寄存器映射表123
3.20 SPI 接口124
3.20.1 概述124
3.20.2 復(fù)位指令125
3.20.3 讀指令125
3.20.4 讀RX緩沖器指令126
3.20.5 寫指令126
3.20.6 裝載TX緩沖器指令126
3.20.7 請求發(fā)送指令127
3.20.8 讀狀態(tài)指令127
3.20.9 RX狀態(tài)指令128
3.20.10 位修改指令128
第4章  帶CAN控制器的單片機
4.1 P8xC591在80C51基礎(chǔ)上增加的特點和功能130
4.2 P8xC591概述131
4.3 P8xC591引腳描述131
4.4 P8xC591存儲器結(jié)構(gòu)135
4.4.1 P8xC591擴展的數(shù)據(jù)RAM 尋址136
4.4.2 P8xC591雙DPTR138
4.4.3 P8xC591 AUXR1頁寄存器138
4.5 P8xC591 I/O功能139
4.6 P8xC591復(fù)位139
4.7 P8xC591 CAN控制器局域網(wǎng)絡(luò)139
4.7.1 P8xC591的PeliCAN特性（比SJA1000增加的部分）139
4.7.2 P8xC591的PeliCAN結(jié)構(gòu)140
4.7.3 P8xC591的PeliCAN控制器與CPU之間的通信140
4.7.4 P8xC591的PeliCAN內(nèi)部寄存器和報文緩沖區(qū)描述143
4.8 CAN報文的發(fā)送165
4.8.1 查詢控制的發(fā)送165
4.8.2 中斷控制的發(fā)送165
4.8.3 中止發(fā)送166
4.9 CAN報文的接收168
4.9.1 查詢控制的接收168
4.9.2 中斷控制的接收169
4.9.3 數(shù)據(jù)溢出處理171
4.9.4 接收中斷級或高優(yōu)先級171
4.10 自動位速率檢測173
4.11 CAN 控制器自檢測176
4.11.1 全局自檢測176
4.11.2 局部自檢測177
4.12 P8xC591的節(jié)電功能（對原51系列節(jié)電功能的擴展）178
4.13 AT89C51CC0x178
4.13.1 AT89C51CC03主要特征178
4.13.2 AT89C51CC03結(jié)構(gòu)180
4.13.3 芯片引腳和特殊功能寄存器總匯181
4.14 AT89C51CC0x中斷系統(tǒng)183
4.15 AT89C51CC03時鐘185
4.16 AT89C51CC03存儲器系統(tǒng)187
4.16.1 AT89C51CC03  EEPROM數(shù)據(jù)存儲器188
4.16.2 AT89C51CC03程序/代碼存儲器190
4.16.3 AT89C51CC03 Flash的結(jié)構(gòu)191
4.17 看門狗定時器195
4.18 AT89C51CC03的CAN控制器197
4.18.1 AT89C51CC03的CAN控制器描述197
4.18.2 AT89C51CC0x的CAN控制器管理201
4.18.3 AT89C51CC0x的CAN中斷管理202
4.18.4 AT89C51CC0x位定時和波特率203
4.18.5 AT89C51CC0x接收濾波205
4.19 AT89C51CC0x時間觸發(fā)通信（TTC）和報文時戳205
4.20 AT89C51CC0x CAN的自動波特率和收聽模式206
4.21 AT89C51CC0x中CAN寄存器的詳細(xì)描述207
4.22 AT89C51CC0x程序舉例218
4.23 其他幾類帶CAN控制器的單片機簡介220
第5章  CAN總線收發(fā)器
5.1 CAN總線收發(fā)器82C250224
5.1.1 概述224
5.1.2 82C250功能框圖224
5.1.3 82C250功能描述225
5.2 CAN總線收發(fā)器TJA1050226
5.2.1 概述226
5.2.2 TJA1050功能框圖227
5.2.3 TJA1050功能描述228
5.3 PCA82C250/251與TJA1040、TJA1050的比較和升級229
5.3.1 簡介229
5.3.2 C250/251與TJA1050、TJA1040之間的區(qū)別229
5.3.3 引腳230
5.3.4 工作模式230
5.3.5 互用性232
5.3.6 硬件問題233
5.4 單線CAN收發(fā)器MC33897235
5.4.1 概述235
5.4.2 MC33897功能框圖與功能描述235
5.4.3 典型應(yīng)用236
5.5 總線長度及節(jié)點數(shù)的確定237
5.6 總線終端及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)239
5.6.1 分離終端239
5.6.2 多終端239
5.6.3 單終端240
5.6.4 非匹配終端240
5.6.5 非終端支線電纜長度240
第6章  CAN控制器與單片機的接口技術(shù)
6.1 CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點設(shè)計242
6.1.1 CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點硬件電路設(shè)計242
6.1.2 CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點軟件設(shè)計243
6.2 CAN網(wǎng)控器設(shè)計248
6.2.1 CAN網(wǎng)控器硬件電路設(shè)計249
6.2.2 CAN網(wǎng)控器軟件設(shè)計250
6.3 CAN總線與其他串行總線的轉(zhuǎn)換裝置255
6.3.1 CAN總線與RS485（RS232）的轉(zhuǎn)換255
6.3.2 CAN總線與USB的轉(zhuǎn)換257
6.3.3 CAN總線與以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換268
第7章  CAN控制器與計算機的接口技術(shù)
7.1 ISA總線非智能型CAN適配卡設(shè)計291
7.1.1 ISA總線簡介291
7.1.2 硬件電路設(shè)計292
7.1.3 軟件設(shè)計294
7.2 PCI總線非智能型CAN適配卡312
7.2.1 PCI總線信號定義313
7.2.2 PCI總線控制器PCI9052314
7.2.3 PCI總線非智能型CAN適配卡的硬件電路分析318
7.2.4 適配卡硬件的內(nèi)存映射319
7.2.5 PCI總線非智能型CAN適配卡工作原理320
7.2.6 非智能CAN適配卡的WDM驅(qū)動程序設(shè)計323
7.2.7 非智能CAN適配卡驅(qū)動程序的實現(xiàn)324
7.3 PCI總線智能型CAN適配卡331
7.3.1 適配卡的硬件電路結(jié)構(gòu)331
7.3.2 雙口SRAM——IDT7008332
7.3.3 適配卡的硬件電路分析333
7.3.4 CAN智能適配卡的程序設(shè)計334
7.4 SJA1000與計算機并行端口的接口335
7.4.1 PC機并行端口簡介335
7.4.2 SJA1000與并行端口的接口電路設(shè)計340
7.4.3 SJA1000與并行端口接口的軟件設(shè)計342
第8章  CAN總線應(yīng)用與實驗系統(tǒng)設(shè)計
8.1 CAN總線在校園消費信息系統(tǒng)中的應(yīng)用346
8.1.1 校園消費信息系統(tǒng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)346
8.1.2 校園消費信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)348
8.1.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置349
8.1.4 校園消費信息系統(tǒng)應(yīng)用層通信協(xié)議350
8.1.5 校園消費信息系統(tǒng)軟件設(shè)計353
8.2 CAN總線在一個分布式控制實驗系統(tǒng)中的應(yīng)用357
8.3 CAN總線在GaAs光電陰極多信息量測控系統(tǒng)中的應(yīng)用358
8.3.1 多信息量測控系統(tǒng)組成358
8.3.2 多信息量測控系統(tǒng)硬件設(shè)計358
8.3.3 多信息量測控系統(tǒng)通信協(xié)議360
8.3.4 多信息量測控系統(tǒng)軟件設(shè)計361
8.4 CAN總線技術(shù)在多個領(lǐng)域的應(yīng)用綜述361
8.4.1 大型儀器設(shè)備362
8.4.2 在傳感器技術(shù)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用362
8.4.3 在工業(yè)控制中的應(yīng)用362
8.4.4 在機器人網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中的應(yīng)用363
8.4.5 在智能家庭和生活小區(qū)管理中的應(yīng)用364
8.5 一個CAN實驗系統(tǒng)的設(shè)計365
8.5.1 CAN實驗系統(tǒng)硬件電路設(shè)計365
8.5.2 CAN實驗裝置實驗內(nèi)容及軟件設(shè)計365
第9章  基于CAN網(wǎng)絡(luò)的高層協(xié)議和TTCAN
9.1 基于CAN總線的網(wǎng)絡(luò)高層協(xié)議概述377
9.2 CANopen378
9.2.1 概述378
9.2.2 結(jié)構(gòu)模式379
9.2.3 通信對象類型380
9.2.4 對象字典383
9.2.5 標(biāo)識符的地址分配384
9.2.6 應(yīng)用層和通信子層384
9.3 DeviceNet404
9.3.1 概述 404
9.3.2 物理層406
9.3.3 數(shù)據(jù)鏈路層407
9.3.4 高層與CIP407
9.3.5 DevieceNet的連接和報文組410
9.3.6 DeviceNet的報文413
9.3.7 非連接報文管理器UCMM服務(wù)416
9.3.8 I/O數(shù)據(jù)觸發(fā)方式416
9.3.9 對象模型418
9.3.10 設(shè)備文檔419
9.3.11 預(yù)定義主/從連接424
9.3.12 一致性測試426
9.3.13 DeviceNet組網(wǎng)427
9.4 時間觸發(fā)CAN 427
9.4.1 問題的提出與對策427
9.4.2 時間觸發(fā)操作與基于CAN的時間觸發(fā)操作概述429
9.4.3 TTCAN的幾個基本要素430
9.4.4 與TTCAN有關(guān)的控制器437
參考文獻(xiàn)438