基于单片机的CAN/IIC/232的协议网关设计

基于单片机的CAN/IIC/232的协议网关设计(任务书,开题报告,外文翻译,论文17000字)
摘要
伴随着社会经济的发展与科学技术的进步，工业生产、交通运输等行业中的各类控制设备也逐渐朝着自动化，智能化的方向转型。总线技术在工业生产和控制领域的地位举足轻重，但是不同种类的总线之间无法进行直接通信，在生产生活中的应用就会造成诸多不便。本文正是在此背景之下，进行多协议转换网关的设计，主要研究内容如下：
通过对协议网关的功能需求分析，给出了设计整体的架构设计，并且对协议网关的软件和硬件设计部分进行了着重分析。采用Atmel公司的ATmega16单片机作为主控芯片、Microchip公司的MCP2515独立CAN总线控制器以及Philips公司的TJA1050高速CAN总线收发器。完成了IIC、CAN、RS232硬件接口以及网关整体的电路设计。根据网关架构及流程图，采用C语言进行编程，最终进行软件仿真以及硬件测试。对于协议转换过程中，通信速率不匹配的情况，提供了详细的解决方案。

关键词：单片机；IIC；CAN；RS232；协议网关
Abstract
Along with social progress and technology development, industrial production, various types of control equipment in transportation and other industries gradually transform toward automation, intelligent direction. Status of control bus technology in industrial production is very important, but different types of bus can't be directly connected, which will cause a lot of inconvenience. This article is in this context, designed a multi-protocol translation gateway, the main contents are as follows:
Through the analysis of protocol gateway functional requirements, this paper provided the design of the overall architecture, and analyzed software and hardware of the protocol gateway emphatically. Using Atmel's ATmega16 microcontroller as the main control chip, Microchip's MCP2515 stand-alone CAN bus controller and Philips's TJA1050 high speed CAN bus transceiver. Completed IIC, CAN, RS232 hardware interface and gateway overall circuit design. According to the gateway architecture and flow chart, using the C programming language, finally completed software simulation and hardware testing. In the case of protocol conversion process, the communication does not match the rate, providing a detailed solution.

Key Words：Single chip microcomputer；IIC；CAN；RS232；Protocol gateway
 

目录
摘要    I
Abstract    II
第1章绪论    1
1.1 研究背景及意义    1
1.2 国内外发展现状及分析    1
1.3 本文的主要研究内容    3
第2章协议网关的整体结构及方案设计    4
2.1 功能需求与分析    4
2.2 网关整体结构与方案设计    4
2.3本章小结    5
第3章协议网关的硬件设计    6
3.1 硬件的选型    6
3.1.1主控芯片的选择    6
3.1.2 总线硬件接口的选择    7
3.2 外围电路的设计    7
3.2.1 电源电路    8
3.2.2 复位电路    8
3.2.3 时钟电路    9
3.2.4 CAN总线通讯电路    10
3.2.5 RS232电平转换电路    11
3.3 协议网关的PCB图设计    11
3.4 本章小结    12
第4章协议网关软件设计    13
4.1 协议网关整体软件架构及功能设计    13
4.2 分模块软件设计    14
4.2.1 RS232总线模块软件设计    14
4.2.2 IIC模块软件设计    15
4.2.3 CAN模块软件设计    15
4.2.4 主程序控制模块软件设计    16
4.3 本章小结    17
第5章网关软硬件集成与测试分析    18
5.1 协议网关功能接口的软件仿真    18
5.1.1 USART串口功能仿真    18
5.1.2 TWI接口功能仿真    19
5.1.3 SPI接口功能仿真    19
5.2 协议网关的硬件测试    20
5.2.1 CAN-RS232硬件功能测试    21
5.2.2 CAN-IIC硬件功能测试    21
5.2.3 IIC-CAN硬件功能测试    22
5.2.4 RS232-IIC硬件功能测试    23
5.2.5 IIC-RS232硬件功能测试    24
5.3本章小结    24
第6章总结    25
参考文献    26
附录A    28
附录B    29
附录C    30
致谢    59