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1、现场总线及工业网 现场总线及工业网 试验报告 班 级： 学 号： 11020342 2 23 姓 名： 秦磊 指 导： 刘 波 4 2022 年 1 11 月 月 7 27 日 试验二 基于 CAN 总线的电机限制 试验目的 理解和驾驭 CAN 总线通信协议； 理解和驾驭 CAN 总线的标准帧和扩展帧的结构； 初步驾驭利用 CAN 总线实现工业设备限制的方法。 试验设备及软件 1、计算机 4 台、CAN 总线下位机节点 2 套 2、沟通电机及变频器 1 套 3、RS232 转 RS485 模块 4 个 4、USB 转 RS232 电缆若干条、连接线缆、接头转换板若干 5、单片机编程器 1 台
2、6、软件：串口调试助手、CRC 检验码生成器 试验原理 试验原理如图所示，由 1 台 CAN 总线节点和 4 台计算机构成 RS485 通信网络，首先在计算机上运用串口调试软件发送用于对电机进行正反转限制的CAN总线协议数据帧给该 CAN 总线节点，该节点再通过 CAN 总线网络将数据帧发送给与限制电机的变频器相连的另一下位机 CAN 节点，该节点依据协议限制相应的继电器 动作，实现电机的正反转及启动停止限制。试验过程中通过串口调试软件的窗口可便利地视察发送的数据帧结构以及其他试验组对电机的限制状况。 CAN 总线节点电路原理图 见附件 试验步骤及要求 1、阅读试验系统 CAN 总线节点的电路
3、原理图，熟识限制原理； 2、根据所给限制要求编写相应的数据帧； 3、依据限制要求编写 CAN 总线节点 2 的限制程序； 4、利用编译软件及程序烧录器将程序烧录到单片机并安装到 CAN 总线节点 2 的电路板上； 5、打开串口调试软件，利用编写的数据帧限制电机； 试验内容及结果 1、限制要求 限制电机的正反挺转，其中 88H 正转，89H 反转。 RS485 接口 RS485 接口 RS485 接口 RS485 接口 CAN 总线节点 1 A+ B- 试验装置原理图 CAN 总线节点 2 变频器及电机 继电器 CANH CANL 2、编写的扩展帧 正转：82 00 00 40 00 88 反转
4、：82 00 00 40 89 00 停转：82 00 00 40 00 00 3、程序 ;设 CAN 限制器 SJA1010 的片选地址为 7F00H ;选择 PeliCAN 模式 MODE EQU 7F00H;SJA1010 方式寄存器 CMR EQU 7F01H;SJA1010 吩咐寄存器 SR EQU 7F02H;SJA1010 状态寄存器 IR EQU 7F03H;SJA1010 中断寄存器 IER EQU 7F04H;SJA1010 验收代码寄存器 ；中断使能寄存器 ACR EQU 7F10H;SJA1010 验收代码寄存器 AMR EQU 7F14H;SJA1010 验收屏蔽寄存
5、器 BTR0 EQU 7F06H;SJA1010 总线定时寄存器 0 BTR1 EQU 7F07H;SJA1010 总线定时寄存器 1 OCR EQU 7F08H;SJA1010 输出限制寄存器 RBSA EQU 7F1EH;SJA1010 接收缓存器起始地址寄存器 CDR EQU 7F1FH;SJA1010 时钟分频寄存器 ALC EQU 7F0BH;SJA1010 丢失仲裁捕获寄存器 ECC EQU 7F0CH;SJA1010 错误代码捕获寄存器 CANTXB EQU 7F10H;SJA1010 发送缓冲区首址 CANRXB EQU 7F10H;SJA1010 接收缓冲区首址 RXERR
6、EQU 7F0EH; TXERR EQU 7F0FH; CPUTM EQU 30H CPURM EQU 40H ;R0-存放 CAN 发送数据缓冲区地址(接收的 PC 机数据存放的首地址)，R6 存放发送的数据个数(来自 PC 机的数据个数) ;R1-存放 CAN 接收数据缓冲区地址(发往 PC 机的数据存放的首地址)，R7 存放接收的数据个数(发往 PC 机的数据个数) ; ORG 0000H SJMP MAIN ORG 30H ;=主程序= MAIN: MOV SP,#5FH LCALL DELAY2 LCALL CANINI ;SJA1010 初始化 MOV SCON,#50H ;串口初
7、始化 MOV TMOD,#20H MOV TH1,#0FDH MOV TL1,#0FDH MOV PCON,#00H ;设置波特率 SETB TR1 ;启动定时器 ;SETB EA ;开放中断 ;SETB ES ;开放串行中断 SETB P1.7 MOV A,#52H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,#65H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,#61H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,#64H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,#79H MOV SBUF,A JN
8、B TI,$ CLR TI MOV A,#20H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,#4FH MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,#4BH MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI MOV A,#21H MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI CLR 00H ;位 00H-CAN 发送区是否有数据须要发送，0-无，1-有 CLR 01H ;位 01H-CAN 接收区是否有数据须要发送，0-无，1-有 CLR 02H ;位 02H-是否第 1 次接收 PC 机数据标记位：0-是，1-否 CLR 03H ;位
9、03H-接收结束标记位 LOOP: LCALL SEARCH JNB 01H,LOOP ;接收到 CAN 数据？是-起先工件检测 MOVX DPTR,A ;不用过滤 ID20-ID13 INC DPTR MOV A,#0FFH ; MOVX DPTR,A ; INC DPTR MOV A,#00H ;要求推断总线上的数据是否是发送给该节点的 MOVX DPTR,A ; INC DPTR MOV A,#00H ; MOVX DPTR,A ; MOV DPTR,#ACR ;接收代码寄存器 MOV A,#0FFH ; MOVX DPTR,A ; INC DPTR MOV A,#0FFH ; MOVX
10、 DPTR,A ; INC DPTR ; MOV A,#40H ; MOVX DPTR,A ; INC DPTR MOV A,#00H ;该节点地址为 4000H MOVX DPTR,A ; MOV DPTR,#BTR0 ;总线定时寄存器 0 MOV A,#31H MOVX DPTR,A ; MOV DPTR,#BTR1 ;总线定时寄存器 1 MOV A,#6FH MOVX DPTR,A ; 设置波特率 40kbps MOV A,#00011010B ;输出限制寄存器 MOV DPTR,#OCR ; MOVX DPTR,A MOV A,#00H ;接收缓存器起始地址寄存器 MOV DPTR,#
11、RBSA MOVX DPTR,A ;设置接收缓存器 FIFO 起始地址为 0 MOV A,#00H ; MOV DPTR,#TXERR ;发送错误计数寄存器 MOVX DPTR,A ;清除发送错误计数寄存器 MOV DPTR,#ECC MOVX A,DPTR ;错误代码捕获寄存器,清除错误代码捕获寄存器 MOV A,#08H ;方式寄存器 MOV DPTR,#MODE MOVX DPTR,A ;设置双滤波接收方式,并返回工作状态 RET ;=CAN 总线发送数据子程序= TDATA: MOV DPTR,#SR ;状态寄存器 MOVX A,DPTR ;从 SJA1010 读入状态寄存器值 JB
12、ACC.4,TDATA ;推断是否正在接收正在接收则等待 TS0 : MOVX A,DPTR JNB ACC.3,TS0 ;推断上次发送是否完成未完成则等待发送完成 TS1: MOVX A ,DPTR JNB ACC.2,TS1 ;推断发送缓冲区是否锁定锁定则等待 TS2 : MOV R0,#CPUTM MOV DPTR, #CANTXB ;SJA1010 发送缓存区首址 MOV A,R0 ; MOVX DPTR,A ; JB ACC.7,TS3 ANL A,#0FH ;发送标准帧 ADD A,#02H MOV R2,A AJMP TS4 TS3: ANL A,#0FH ;发送扩展帧 ADD
13、A,#04H MOV R2,A TS4: INC R0 MOV A,R0 INC DPTR MOVX DPTR,A DJNZ R2,TS4 MOV DPTR ,#CMR ;吩咐寄存器地址 MOV A,#01H MOVX DPTR,A ;启动 SJA1010 发送 CLR 00H ;清有数据发送标记位 RET ;=CAN 总线查询方式接收数据子程序= SEARCH: MOV DPTR,#SR ;状态寄存器地址 MOVX A,DPTR ANL A,#0C3H ;读取总线脱离错误状态接收溢出有数据等位 JNZ PROC1 RET ;无上述状态结束 PROC1: JNB ACC.7,PROCI BUS
14、ERR:MOV DPTR, #IR ;IR 中断寄存器出现总线脱离 MOVX A, DPTR ;读中断寄存器清除中断位. MOV DPTR ,#MODE ;方式寄存器地址 MOV A,#08H MOVX DPTR,A ;将方式寄存器复位恳求位清 0 RET NOP PROCI: MOV DPTR,#IR ;总线正常 MOVX A,DPTR ;读取中断位 JNB ACC.3,OTHER OVER: MOV DPTR,#CMR ;数据溢出中断置位. MOV A,#0CH MOVX DPTR,A ;在吩咐寄存器中清除数据溢出和释放接收缓冲区 RET NOP OTHER: JB ACC.0,RECE
15、;IR.0=1 接收 FIFO 未满或接收中断使能 LJMP RECOUT ;IR.0=0 接收缓冲区多数据退出接收 NOP RECE: MOV DPTR,#CANRXB ;读取并保存接收缓冲区的数据 MOV R1,#CPURM ;CPU 片内接收缓冲区首址 MOVX A,DPTR ;读取读取 CAN 缓冲区的 2 号字节 MOV R1,A ;保存 ANL A,#0FH ;截取低 4 位是数据长度 08 ADD A,#4 ;加 4 个字节的标识符 ID MOV R3,A RDATA0: INC DPTR INC R1 MOVX A,DPTR MOV R1,A DJNZ R3,RDATA0 ;循
16、环读取与保存 MOV DPTR,#CMR MOV A,#04H ;释放 CAN 接收缓冲区 MOVX DPTR,A SETB 01H RECOUT: MOV DPTR, #ALC ;释放仲裁丢失捕获寄存器和错误捕获寄存器 MOVX A,DPTR MOV DPTR ,#ECC MOVX A,DPTR NOP RET ;=PC 机数据接收查询子程序= RS_RE: clr p1.7 JNB RI,$ CLR RI JB 02H,RS_R1 MOV R0,#CPUTM MOV A,SBUF MOV R0,A JB ACC.7,RS_R2 ANL A,#0FH ;发送标准帧 ADD A,#02H MO
17、V R4,A AJMP RS_R3 RS_R2: ANL A,#0FH ;发送扩展帧 ADD A,#04H MOV R4,A RS_R3: SETB 02H LJMP RS_RE RS_R1: INC R0 MOV A,SBUF MOV R0,A DJNZ R4,RS_RE SETB 00H CLR 02H lcall TDATA RS_R4: RET ;=往 PC 机发送数据子程序= RS_TR: MOV R1,#CPURM MOV A,R1 JB ACC.7,RS_T1 ANL A,#0FH ;发送标准帧 ADD A,#02H MOV R5,A AJMP RS_T2 RS_T1: ANL
18、A,#0FH ;发送扩展帧 ADD A,#04H MOV R5,A RS_T2: INC R5 SEND: MOV A,R1 MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI INC R1 DJNZ R5,SEND CLR 01H RET ;=延时子程序= DELAY2: MOV R7,#00H ; MOV R6,#00H ; DELAY21:DJNZ R6,DELAY21 ; DJNZ R7,DELAY21 ; RET END 4、电机运行结果 电机正转： 电机反转： 电机停转： 5、试验结论 第30页 共30页第 30 页 共 30 页第 30 页 共 30 页第 30 页 共 30 页第 30 页 共 30 页第 30 页 共 30 页第 30 页 共 30 页第 30 页 共 30 页第 30 页 共 30 页第 30 页 共 30 页第 30 页 共 30 页