iCAN現(xiàn)場總線原理與應用：周立功單片機公司策劃

第1篇 基礎理論
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 報文傳輸15
2.3.1 幀格式15
2.3.2 幀類型15
2.3.3 關于幀格式的符合性22
2.3.4 發(fā)送器/接收器的定義22
2.4 報文濾波23
2.5 報文校驗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 光學傳輸介質(zhì)45
3.3 網(wǎng)絡拓撲結(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53
3.4 總線介質(zhì)訪問54
3.5 物理層標準56
3.5.1 ISO118982標準56
3.5.2  符合ISO118983標準的容錯總線接口58
3.5.3 SAE J2411標準60
3.5.4 ISO 11992標準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應用層協(xié)議
4.1 CANbus應用層協(xié)議簡介64
4.1.1 什么是應用層協(xié)議64
4.1.2 為什么要構(gòu)建應用層協(xié)議65
4.2 常用的CANbus應用層協(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應用層協(xié)議70
4.3.1 CAN報文的分配71
4.3.2 CAN網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)72
4.3.3 數(shù)據(jù)通信協(xié)議73
4.3.4 CAN網(wǎng)絡管理74
4.3.5 CAN網(wǎng)絡設備建模75
4.4 基于CANbus的iCAN協(xié)議75
4.4.1 iCAN的報文格式76
4.4.2 iCAN的報文傳輸協(xié)議81
4.4.3 iCAN的設備定義95
4.4.4 iCAN的網(wǎng)絡管理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 典型應用領域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123
6.4.1 模塊IO資源節(jié)點的說明123
6.4.2 模塊IO配置資源節(jié)點的說明124
6.5 iCAN4050模塊的通信實現(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實驗測試方法128
6.6.1 iCANTest測試示例128
6.6.2 ZLGCANTest測試示例131
6.6.3 擴展實驗示例134
6.7 iCAN4050模塊應用注意事項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143
7.3.1 模塊IO資源節(jié)點的說明143
7.3.2 模塊IO配置資源節(jié)點的說明143
7.4 iCAN2404模塊的通信實現(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實驗測試方法147
7.5.1 iCANTest測試示例147
7.5.2 ZLGCANTest測試示例150
7.5.3 擴展實驗示例152
7.6 iCAN2404模塊應用及注意事項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160
8.3.1 模塊IO資源節(jié)點的說明160
8.3.2 模塊IO配置資源節(jié)點的說明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實驗測試方法166
8.5.1 iCANTest測試示例166
8.5.2 ZLGCANTest測試示例169
8.5.3 擴展實驗示例172
8.6 iCAN4017模塊應用注意事項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179
9.3.1 模塊IO資源節(jié)點的說明179
9.3.2 模塊IO配置資源節(jié)點的說明181
9.4 iCAN4400模塊的通信實現(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模擬量輸出實驗測試方法185
9.5.1 iCANTest測試示例186
9.5.2 ZLGCANTest測試示例188
9.5.3 擴展實驗示例191
9.6 iCAN4400模塊應用及注意事項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201
10.4.1 模塊IO資源節(jié)點的說明201
10.4.2 模塊IO配置資源節(jié)點的說明203
10.5 iCAN5303模塊的通信實現(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熱電阻輸入實驗測試方法209
10.6.1 iCANTest測試示例210
10.6.2 ZLGCANTest測試示例213
10.6.3 擴展實驗示例215
10.7 iCAN5303模塊應用及注意事項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225
11.4.1 模塊IO資源節(jié)點的說明225
11.4.2 模塊IO配置資源節(jié)點的說明227
11.5 iCAN6202模塊的通信實現(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實驗測試方法235
11.6.1 iCANTest測試示例236
11.6.2 ZLGCANTest測試示例238
11.6.3 擴展實驗示例241
11.7 模塊應用及注意事項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250
12.4.1 模塊IO資源節(jié)點的說明250
12.4.2 模塊IO配置資源節(jié)點的說明251
12.5 iCAN7202模塊的通信實現(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實驗測試方法262
12.6.1 iCANTest測試示例263
12.6.2 ZLGCANTest測試示例265
12.6.3 擴展實驗示例267
12.7 iCAN7202模塊應用注意事項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計數(shù)器輸入274
13.2.1 計數(shù)脈沖輸入通道275
13.2.2 計數(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277
13.4.1 模塊IO資源節(jié)點的說明277
13.4.2 模塊IO配置資源節(jié)點的說明278
13.5 iCAN7408模塊的通信實現(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實驗測試方法286
13.6.1 iCANTest測試示例287
13.6.2 ZLGCANTest測試示例289
13.6.3 擴展實驗示例292
13.7 iCAN7408模塊應用注意事項295
第3篇 應用實踐
第14章 如何建立一個iCAN網(wǎng)絡
14.1 項目需求的分析297
14.2 應用網(wǎng)絡的規(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)絡拓撲結(jié)構(gòu)305
14.3 CAN網(wǎng)絡的實時性能308
14.3.1 網(wǎng)絡延時308
14.3.2 CAN網(wǎng)絡通信速率選擇309
14.3.3 通信循環(huán)時間的計算310
14.4 網(wǎng)絡安裝與調(diào)試312
14.4.1 總線的連接與總線插頭312
14.4.2 設備的電源連接314
14.4.3 網(wǎng)絡電纜317
14.4.4 網(wǎng)絡的測試319
14.5 系統(tǒng)可靠運行的策略320
第15章 基于iCAN網(wǎng)絡的分布式控制系統(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)絡在工程機械中的應用實例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340
15.5 基于以太網(wǎng)的iCAN網(wǎng)絡340
15.5.1 以太網(wǎng)在工業(yè)控制中應用簡介340
15.5.2 基于以太網(wǎng)的iCAN網(wǎng)絡341
15.5.3 基于iCAN網(wǎng)絡的智能燈光控制系統(tǒng)342
第16章 嵌入式領域的CANbus主控節(jié)點開發(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345
16.2.1 嵌入式ARMCAN節(jié)點的硬件構(gòu)成345
16.2.2 CANbus應用層軟件的設計方法347
16.2.3 基于μC/OSII系統(tǒng)的iCAN主站系統(tǒng)設計359
16.3 建立x86平臺的iCAN網(wǎng)絡363
16.4 其他應用方式365
第17章 組態(tài)環(huán)境下CANbus網(wǎng)絡的開發(fā)
17.1 什么是組態(tài)軟件366
17.2 ZOPC服務器軟件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 設備連接391
17.3.10 編寫控制流程395
17.4 基于DLL的編程實例397
附錄A CANbus 2.0規(guī)范的術(shù)語解釋
附錄B CANbus應用的名詞術(shù)語
附錄C 現(xiàn)場總線iCAN教學實驗開發(fā)平臺
參考文獻