iCAN現(xiàn)場總線原理與應(yīng)用：周立功單片機(jī)公司策劃

第1篇 基礎(chǔ)理論
第1章 現(xiàn)場總線與分布式控制系統(tǒng)
1.1 現(xiàn)場總線的概念2
1.2 工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展2
1.3 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)3
1.3.1 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3
1.3.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)5
1.4 現(xiàn)場總線技術(shù)6
1.4.1 基金會現(xiàn)場總線6
1.4.2 Lonworks6
1.4.3 Profibus7
1.4.4 HART7
1.4.5 CAN8
1.5 CANbus總線8
第2章 CANbus現(xiàn)場總線規(guī)范介紹
2.1 簡介10
2.2 基本概念11
2.3 報(bào)文傳輸15
2.3.1 幀格式15
2.3.2 幀類型15
2.3.3 關(guān)于幀格式的符合性22
2.3.4 發(fā)送器/接收器的定義22
2.4 報(bào)文濾波23
2.5 報(bào)文校驗(yàn)23
2.6 編碼23
2.7 錯誤處理24
2.7.1 錯誤檢測24
2.7.2 錯誤標(biāo)定24
2.8 故障界定24
2.9 振蕩器容差26
2.10 位定時要求27
第3章 CANbus物理層
3.1 物理信號30
3.1.1 位表示30
3.1.2 位定時和位同步31
3.1.3 位定時段的規(guī)格34
3.1.4 振蕩器誤差36
3.1.5 數(shù)據(jù)速率與總線長度的關(guān)系37
3.2 傳輸介質(zhì)39
3.2.1 電氣傳輸介質(zhì)39
3.2.2 雙絞線傳輸介質(zhì)42
3.2.3 光學(xué)傳輸介質(zhì)45
3.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)48
3.3.1 CAN中繼器50
3.3.2 CAN網(wǎng)橋51
3.3.3 CAN集線器52
3.3.4 CAN網(wǎng)關(guān)53
3.4 總線介質(zhì)訪問54
3.5 物理層標(biāo)準(zhǔn)56
3.5.1 ISO118982標(biāo)準(zhǔn)56
3.5.2  符合ISO118983標(biāo)準(zhǔn)的容錯總線接口58
3.5.3 SAE J2411標(biāo)準(zhǔn)60
3.5.4 ISO 11992標(biāo)準(zhǔn)61
3.6 改善電磁兼容性的措施62
3.6.1 增加電阻值抑制共模干擾62
3.6.2 分開的總線終端63
3.6.3 斜率控制63
第4章 CANbus應(yīng)用層協(xié)議
4.1 CANbus應(yīng)用層協(xié)議簡介64
4.1.1 什么是應(yīng)用層協(xié)議64
4.1.2 為什么要構(gòu)建應(yīng)用層協(xié)議65
4.2 常用的CANbus應(yīng)用層協(xié)議介紹65
4.2.1 DeviceNet協(xié)議66
4.2.2 CAL協(xié)議68
4.2.3 CANopen協(xié)議68
4.2.4 CANKingdom協(xié)議69
4.2.5 SAE J1939協(xié)議69
4.2.6 SDS協(xié)議70
4.3 如何構(gòu)建CANbus應(yīng)用層協(xié)議70
4.3.1 CAN報(bào)文的分配71
4.3.2 CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)72
4.3.3 數(shù)據(jù)通信協(xié)議73
4.3.4 CAN網(wǎng)絡(luò)管理74
4.3.5 CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建模75
4.4 基于CANbus的iCAN協(xié)議75
4.4.1 iCAN的報(bào)文格式76
4.4.2 iCAN的報(bào)文傳輸協(xié)議81
4.4.3 iCAN的設(shè)備定義95
4.4.4 iCAN的網(wǎng)絡(luò)管理102
第2篇 iCAN功能模塊
第5章 iCAN系列功能模塊
5.1 模塊簡介109
5.1.1 產(chǎn)品外觀109
5.1.2 原理框圖109
5.1.3 iCAN模塊的基本參數(shù)110
5.1.4 典型應(yīng)用領(lǐng)域111
5.2 硬件安裝111
5.2.1 模塊安裝111
5.2.2 模塊接口說明111
5.2.3 供電電源112
5.2.4 CAN波特率和MAC ID設(shè)定112
5.2.5 信號指示燈114
5.2.6 CAN總線連接114
5.2.7 模塊的電源和通信線的連接116
第6章 iCAN4050 DI/DO功能模塊
6.1 iCAN4050模塊介紹117
6.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)117
6.1.2 模塊接口說明118
6.1.3 模塊原理框圖119
6.2 iCAN4050數(shù)字量輸入119
6.2.1 數(shù)字量輸入原理120
6.2.2 數(shù)字量輸入的接線121
6.2.3 數(shù)字量輸入的測試電路121
6.3 iCAN4050數(shù)字量輸出121
6.3.1 數(shù)字量輸出原理121
6.3.2 數(shù)字量輸出的接線方式123
6.3.3 數(shù)字量輸出的測試電路123
6.4 iCAN4050模塊的IO資源節(jié)點(diǎn)123
6.4.1 模塊IO資源節(jié)點(diǎn)的說明123
6.4.2 模塊IO配置資源節(jié)點(diǎn)的說明124
6.5 iCAN4050模塊的通信實(shí)現(xiàn)125
6.5.1 通信連接的建立125
6.5.2 輸入/輸出端口的控制125
6.6 iCAN4050實(shí)驗(yàn)測試方法128
6.6.1 iCANTest測試示例128
6.6.2 ZLGCANTest測試示例131
6.6.3 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)示例134
6.7 iCAN4050模塊應(yīng)用注意事項(xiàng)137
第7章 iCAN2404 Relay功能模塊
7.1 iCAN2404模塊簡介138
7.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)138
7.1.2 模塊接口說明139
7.1.3 模塊原理框圖140
7.2 iCAN2404繼電器輸出141
7.2.1 繼電器輸出控制原理141
7.2.2 繼電器輸出接線方式142
7.2.3 繼電器輸出測試電路142
7.3 iCAN2404模塊的IO資源節(jié)點(diǎn)143
7.3.1 模塊IO資源節(jié)點(diǎn)的說明143
7.3.2 模塊IO配置資源節(jié)點(diǎn)的說明143
7.4 iCAN2404模塊的通信實(shí)現(xiàn)144
7.4.1 連接的建立144
7.4.2 繼電器輸出端口的控制145
7.5 iCAN2404實(shí)驗(yàn)測試方法147
7.5.1 iCANTest測試示例147
7.5.2 ZLGCANTest測試示例150
7.5.3 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)示例152
7.6 iCAN2404模塊應(yīng)用及注意事項(xiàng)155
第8章 iCAN4017 AI功能模塊
8.1 iCAN4017模塊介紹156
8.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)156
8.1.2 模塊接口說明157
8.1.3 模塊原理框圖158
8.2 iCAN4017模擬量輸入158
8.2.1 模擬量輸入原理159
8.2.2 模擬量輸入的接線160
8.2.3 模擬量輸入的測試電路160
8.3 IcaN4017模塊的IO資源節(jié)點(diǎn)160
8.3.1 模塊IO資源節(jié)點(diǎn)的說明160
8.3.2 模塊IO配置資源節(jié)點(diǎn)的說明162
8.3.3 測量范圍與測量數(shù)據(jù)162
8.4 iCAN4017模塊的通信實(shí)現(xiàn)163
8.4.1 連接的建立164
8.4.2 輸入端口的控制164
8.5 iCAN4017實(shí)驗(yàn)測試方法166
8.5.1 iCANTest測試示例166
8.5.2 ZLGCANTest測試示例169
8.5.3 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)示例172
8.6 iCAN4017模塊應(yīng)用注意事項(xiàng)174
第9章 iCAN4400 AO功能模塊
9.1 iCAN4400模塊介紹175
9.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)175
9.1.2 模塊接口說明176
9.1.3 模塊原理框圖177
9.2 iCAN4400模擬量輸出177
9.2.1 模擬量輸出原理178
9.2.2 模擬量輸出的接線178
9.2.3 模擬量輸出的測試179
9.3 iCAN4400模塊的IO資源節(jié)點(diǎn)179
9.3.1 模塊IO資源節(jié)點(diǎn)的說明179
9.3.2 模塊IO配置資源節(jié)點(diǎn)的說明181
9.4 iCAN4400模塊的通信實(shí)現(xiàn)182
9.4.1 連接的建立182
9.4.2 輸出端口的控制183
9.5 iCAN4400模擬量輸出實(shí)驗(yàn)測試方法185
9.5.1 iCANTest測試示例186
9.5.2 ZLGCANTest測試示例188
9.5.3 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)示例191
9.6 iCAN4400模塊應(yīng)用及注意事項(xiàng)193
第10章 iCAN5303 RTD功能模塊
10.1 iCAN5303模塊簡介194
10.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)194
10.1.2 模塊接口說明195
10.1.3 模塊原理框圖196
10.2 iCAN5303熱電阻輸入197
10.2.1 熱電阻輸入控制原理198
10.2.2 熱電阻輸入端口接線方式198
10.2.3 熱電阻輸入測試199
10.3 iCAN5303數(shù)字量輸出200
10.3.1 數(shù)字量輸出原理200
10.3.2 數(shù)字量輸出的接線方式200
10.3.3 數(shù)字量輸出的測試電路201
10.4 iCAN5303模塊的IO資源節(jié)點(diǎn)201
10.4.1 模塊IO資源節(jié)點(diǎn)的說明201
10.4.2 模塊IO配置資源節(jié)點(diǎn)的說明203
10.5 iCAN5303模塊的通信實(shí)現(xiàn)205
10.5.1 連接的建立205
10.5.2 輸入/輸出端口控制206
10.6 iCAN5303熱電阻輸入實(shí)驗(yàn)測試方法209
10.6.1 iCANTest測試示例210
10.6.2 ZLGCANTest測試示例213
10.6.3 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)示例215
10.7 iCAN5303模塊應(yīng)用及注意事項(xiàng)218
第11章 iCAN6202 Thermocouple功能模塊
11.1 iCAN6202模塊介紹219
11.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)219
11.1.2 模塊接口說明220
11.1.3 模塊原理框圖221
11.2 iCAN6202熱電偶輸入222
11.2.1 熱電偶介紹222
11.2.2 熱電偶測量原理223
11.2.3 熱電偶的接線方法223
11.3 iCAN6202數(shù)字量輸出224
11.3.1 數(shù)字量輸出原理224
11.3.2 數(shù)字量輸出的接線方式224
11.3.3 數(shù)字量輸出的測試電路225
11.4 iCAN6202模塊的IO資源節(jié)點(diǎn)225
11.4.1 模塊IO資源節(jié)點(diǎn)的說明225
11.4.2 模塊IO配置資源節(jié)點(diǎn)的說明227
11.5 iCAN6202模塊的通信實(shí)現(xiàn)229
11.5.1 建立連接229
11.5.2 輸入/輸出端口的控制230
11.5.3 觸發(fā)傳送233
11.6 iCAN6202實(shí)驗(yàn)測試方法235
11.6.1 iCANTest測試示例236
11.6.2 ZLGCANTest測試示例238
11.6.3 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)示例241
11.7 模塊應(yīng)用及注意事項(xiàng)243
第12章 iCAN7202 Counter/Frequency功能模塊
12.1 iCAN7202模塊介紹244
12.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)244
12.1.2 模塊接口說明245
12.1.3 模塊原理框圖246
12.2 iCAN7202輸入247
12.2.1 隔離輸入通道248
12.2.2 非隔離輸入通道248
12.3 iCAN7202數(shù)字量輸出249
12.3.1 數(shù)字量輸出原理249
12.3.2 數(shù)字量輸出的接線方式249
12.3.3 數(shù)字量輸出的測試電路250
12.4 iCAN7202模塊的IO資源節(jié)點(diǎn)250
12.4.1 模塊IO資源節(jié)點(diǎn)的說明250
12.4.2 模塊IO配置資源節(jié)點(diǎn)的說明251
12.5 iCAN7202模塊的通信實(shí)現(xiàn)258
12.5.1 建立連接258
12.5.2 輸入/輸出端口的控制258
12.5.3 事件觸發(fā)傳送260
12.5.4 刪除連接262
12.6 iCAN7202實(shí)驗(yàn)測試方法262
12.6.1 iCANTest測試示例263
12.6.2 ZLGCANTest測試示例265
12.6.3 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)示例267
12.7 iCAN7202模塊應(yīng)用注意事項(xiàng)270
第13章 iCAN7408 Counter功能模塊
13.1 iCAN7408模塊介紹271
13.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)271
13.1.2 模塊接口說明272
13.1.3 模塊原理框圖273
13.2 iCAN7408計(jì)數(shù)器輸入274
13.2.1 計(jì)數(shù)脈沖輸入通道275
13.2.2 計(jì)數(shù)器硬件使能275
13.3 iCAN7408數(shù)字量輸出275
13.3.1 數(shù)字量輸出原理275
13.3.2 數(shù)字量輸出的接線方式276
13.3.3 數(shù)字量輸出的測試電路276
13.3.4 數(shù)字量輸出通道工作方式276
13.4 iCAN7408模塊的IO資源節(jié)點(diǎn)277
13.4.1 模塊IO資源節(jié)點(diǎn)的說明277
13.4.2 模塊IO配置資源節(jié)點(diǎn)的說明278
13.5 iCAN7408模塊的通信實(shí)現(xiàn)280
13.5.1 建立連接280
13.5.2 輸入/輸出端口的控制281
13.5.3 事件觸發(fā)傳送284
13.6 iCAN7408實(shí)驗(yàn)測試方法286
13.6.1 iCANTest測試示例287
13.6.2 ZLGCANTest測試示例289
13.6.3 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)示例292
13.7 iCAN7408模塊應(yīng)用注意事項(xiàng)295
第3篇 應(yīng)用實(shí)踐
第14章 如何建立一個iCAN網(wǎng)絡(luò)
14.1 項(xiàng)目需求的分析297
14.2 應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃298
14.2.1 控制平臺的選擇299
14.2.2 iCAN功能模塊的選擇303
14.2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)305
14.3 CAN網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性能308
14.3.1 網(wǎng)絡(luò)延時308
14.3.2 CAN網(wǎng)絡(luò)通信速率選擇309
14.3.3 通信循環(huán)時間的計(jì)算310
14.4 網(wǎng)絡(luò)安裝與調(diào)試312
14.4.1 總線的連接與總線插頭312
14.4.2 設(shè)備的電源連接314
14.4.3 網(wǎng)絡(luò)電纜317
14.4.4 網(wǎng)絡(luò)的測試319
14.5 系統(tǒng)可靠運(yùn)行的策略320
第15章 基于iCAN網(wǎng)絡(luò)的分布式控制系統(tǒng)
15.1 工業(yè)控制系統(tǒng)的組成325
15.1.1 工業(yè)傳感器326
15.1.2 傳感器接口技術(shù)330
15.1.3 iCAN模塊輸出接口技術(shù)332
15.2 基于iCAN網(wǎng)絡(luò)的傳動控制系統(tǒng)示例332
15.2.1 傳動控制系統(tǒng)基本組成332
15.2.2 iCAN模塊與驅(qū)動器的連接334
15.2.3 工作臺位置的檢測334
15.3 基于iCAN網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境參數(shù)檢測系統(tǒng)示例335
15.3.1 環(huán)境參數(shù)檢測系統(tǒng)基本組成335
15.3.2 傳感器與模塊的連接337
15.4 iCAN網(wǎng)絡(luò)在工程機(jī)械中的應(yīng)用實(shí)例339
15.4.1 起重力矩限制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖339
15.4.2 系統(tǒng)的特點(diǎn)340
15.5 基于以太網(wǎng)的iCAN網(wǎng)絡(luò)340
15.5.1 以太網(wǎng)在工業(yè)控制中應(yīng)用簡介340
15.5.2 基于以太網(wǎng)的iCAN網(wǎng)絡(luò)341
15.5.3 基于iCAN網(wǎng)絡(luò)的智能燈光控制系統(tǒng)342
第16章 嵌入式領(lǐng)域的CANbus主控節(jié)點(diǎn)開發(fā)
16.1 什么是嵌入式系統(tǒng)344
16.1.1 嵌入式的定義344
16.1.2 嵌入式系統(tǒng)的組成345
16.2 建立ARM7平臺的CANbus主控節(jié)點(diǎn)345
16.2.1 嵌入式ARMCAN節(jié)點(diǎn)的硬件構(gòu)成345
16.2.2 CANbus應(yīng)用層軟件的設(shè)計(jì)方法347
16.2.3 基于μC/OSII系統(tǒng)的iCAN主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)359
16.3 建立x86平臺的iCAN網(wǎng)絡(luò)363
16.4 其他應(yīng)用方式365
第17章 組態(tài)環(huán)境下CANbus網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)
17.1 什么是組態(tài)軟件366
17.2 ZOPC服務(wù)器軟件367
17.3 如何在組態(tài)軟件中編程368
17.3.1 示例工程的需求分析368
17.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)371
17.3.3 連接與配置371
17.3.4 配置ZOPC服務(wù)器372
17.3.5 建立MCGS工程375
17.3.6 制作工程畫面375
17.3.7 定義數(shù)據(jù)對象383
17.3.8 動畫連接384
17.3.9 設(shè)備連接391
17.3.10 編寫控制流程395
17.4 基于DLL的編程實(shí)例397
附錄A CANbus 2.0規(guī)范的術(shù)語解釋
附錄B CANbus應(yīng)用的名詞術(shù)語
附錄C 現(xiàn)場總線iCAN教學(xué)實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺
參考文獻(xiàn)