拖拉機(jī)控制局域網(wǎng)總線應(yīng)用層協(xié)議研究與初步應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，以拖拉機(jī)為核心的我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)迅速發(fā)展，農(nóng)機(jī)裝備總量、農(nóng)機(jī)作業(yè)水平、先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用水平不斷提高，對(duì)促進(jìn)糧食增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效發(fā)揮了重要作用。目前我國(guó)拖拉機(jī)在研究開(kāi)發(fā)方面，跟隨著國(guó)外拖拉機(jī)的發(fā)展步伐，以及結(jié)合我國(guó)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，在我國(guó)拖拉機(jī)上采用的電子技術(shù)是越來(lái)越廣泛。其中CAN總線在我國(guó)的應(yīng)用研究才剛剛起步只是在近兩年內(nèi)才受一些高校（如中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)）和一些企業(yè)（如江蘇常發(fā)集團(tuán)）等的關(guān)注。

2、為此，本文提出了一種我國(guó)拖拉機(jī)CAN總線傳輸?shù)膽?yīng)用層協(xié)議，對(duì)其基本格式和數(shù)據(jù)特征對(duì)行了詳細(xì)描述，并以拖拉機(jī)液壓懸掛電子控制系統(tǒng)信號(hào)模擬試驗(yàn)臺(tái)架為平臺(tái)來(lái)加以實(shí)踐和測(cè)驗(yàn)，初步設(shè)計(jì)完成了我國(guó)拖拉機(jī)CAN總線應(yīng)用層協(xié)議，并擬把CAN總線運(yùn)用于我國(guó)拖拉機(jī)為最終研究目標(biāo)。
　　 一、通過(guò)介紹、了解CAN2.0規(guī)范和目前國(guó)際上幾種常用的CAN總線應(yīng)用層協(xié)議，特別是由美國(guó)農(nóng)業(yè)工程部提出并受到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納的用于農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的應(yīng)用層協(xié)議SAE

3、 J1939，為提出拖拉機(jī)CAN應(yīng)用層協(xié)議及其應(yīng)用研究提供了理論基礎(chǔ)和一定的參考價(jià)值。
　　 二、通過(guò)前面的介紹、理解和分析我國(guó)拖拉機(jī)對(duì)CAN總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆⒁约翱偩€的工作條件和工作方式，確定了基于CAN2.0a的11位標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符的拖拉機(jī)CAN各節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)信息幀的身份碼(ID)由一級(jí)身份碼位段和數(shù)據(jù)特性碼位段兩部分組成；確定了基于CAN2.0b的29位擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符的拖拉機(jī)CAN各節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)信息幀的身份碼(ID)由優(yōu)先權(quán)位段

4、、一級(jí)身份碼位段、二級(jí)身份碼位段和數(shù)據(jù)特性碼位段四部分組成；確定了所傳輸數(shù)據(jù)代碼編寫方法以及與CAN應(yīng)用層協(xié)議相關(guān)的技術(shù)要求；并以此提出了我國(guó)拖拉機(jī)CAN總線的應(yīng)用協(xié)議。
　　 三、在提出拖拉機(jī)CAN總線的應(yīng)用協(xié)議的基礎(chǔ)之上，對(duì)C8051F040/1嵌入式單機(jī)內(nèi)部嵌入的CAN模塊相關(guān)控制器的讀、寫與控制原理的深入理解，按照前面協(xié)議的具體要求，以C8051F040/1嵌入式單機(jī)、飛利浦的CAN收發(fā)器82C250和光電隔離耦合器6N

5、137為核心元器件，研究設(shè)計(jì)了CAN應(yīng)用層協(xié)議的具體硬件應(yīng)用電路，研究設(shè)計(jì)了CAN應(yīng)用層協(xié)議的具體應(yīng)用程序：CAN系統(tǒng)初始化程序、CAN數(shù)據(jù)接收準(zhǔn)備程序、CAN數(shù)據(jù)發(fā)送準(zhǔn)備程序、CAN中斷發(fā)生程序和CAN節(jié)點(diǎn)身份碼ID識(shí)別程序。
　　 四、根據(jù)拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)機(jī)-電-液一體化后的控制方式要求，以單片機(jī)C8051F040/1為主控制器，設(shè)計(jì)了基于CAN總線的拖拉機(jī)電控液壓懸掛電子控制系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的CAN網(wǎng)絡(luò)、硬件電路、以