CN100420228C - 不同优先级can报文发送和接收显示系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
不同优先级CAN报文发送和接收显示系统及检测方法,它是为了解决目前没有不同优先级报文发送和接收显示的系统或实验装置、无法对CAN总线机理与实质深入学习的问题。本发明的系统由四个节点和CAN总线(5)构成;其方法步骤如下:启动检测系统;分别初始化各个节点;设置其中三个节点的报文优先级;配置该三个的控制场和数据场;顺序按下启动发送按钮使该三个节点依次发送报文;按下第一节点(1)停止发送按钮A;第一节点(1)将采集到的MAC通过显示单元显示,第四节点(4)接收报文并显示。本发明不仅完成了不同优先级CAN报文的产生,同时也实现了报文的发送和接收显示,所采用的方法/步骤明确、可靠,对深入理解CAN总线的优先级和MAC机制具有重要作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种不同优先级CAN报文发送和接收显示系统。
背景技术
现场总线技术已经越来越多地应用于工业现场。CAN总线更是以其高效率、低价位、高可靠性等独特优点而获得了越来越广泛的应用。报文优先级是CAN总线的一大显著特点。然而,目前国内缺乏针对CAN报文优先级的深入研究和分析,一直以来也没有一个有效的方法或手段来产生、检测和显示报文的优先级。这在很大程度上阻碍了CAN总线教学实验和培训的开展。
发明内容
为了解决目前没有不同优先级报文发送和接收显示的系统或实验装置、无法对CAN总线机理与实质深入学习的问题,本发明提供一种不同优先级CAN报文发送和接收显示系统及检测方法。
本发明的不同优先级CAN报文发送和接收显示系统,它由CAN总线、第一节点、第二节点、第三节点和第四节点组成,在CAN总线上挂接有第一节点、第二节点、第三节点和第四节点;所述第一节点由第一处理器、检测单元、第一通信单元、第一显示单元、第一键盘、停止发送按钮A和启动发送按钮B组成;第一处理器的总线通信端连接第一通信单元的节点通信端,第一通信单元的总线通信端与CAN总线相连;检测单元采集CAN总线上的数字信号,检测单元的数据输出端连接第一处理器的数据输入端,第一键盘的数据输出端连接第一处理器的控制输入端,第一处理器的状态显示信号输出端连接第一显示单元的输入端,停止发送按钮A的控制信号输出端连接第一处理器的停止信号接收端,启动发送按钮B的控制信号输出端连接第一处理器的启动信号接收端;所述第二节点和第三节点的结构相同;所述第二节点、第三节点均由第二处理器、第二显示单元、第二通信单元、第二键盘和启动发送按钮C组成,第二键盘的数据输出端连接第二处理器的控制输入端,第二处理器的总线通信端连接第二通信单元的节点通信端,第二通信单元的总线通信端与CAN总线相连,第二处理器的节点状态显示信号输出端连接第二显示单元的输入端,启动发送按钮C的控制信号输出端连接第二处理器的启动信号接收端;所述第四节点由第三键盘、第三处理器、第三显示单元和第三通信单元组成,第三键盘的数据输出端连接第三处理器的控制输入端,第三处理器的状态显示信号输出端连接第三显示单元的输入端,第三处理器的总线通信端连接第三通信单元的节点通信端,第三通信单元的总线通信端与CAN总线相连。检测单元采集CAN总线上的数字信号,通过比较电路和给定的基准电压获取CAN总线上的“0”或“1”信号,用于对CAN总线电平进行检测,亦即可对CAN总线MAC(媒体访问控制)帧进行检测。
基于上述不同优先级CAN报文发送和接收显示系统的不同优先级报文的检测方法,它依次按以下步骤进行:101、启动不同优先级CAN报文发送和接收显示系统、系统上电准备;102、初始化第一节点、第二节点、第三节点;103、设置第一节点、第二节点、第三节点的报文优先级,即,第一节点发送的报文设置为两种ID分别命名为SENT_ID_11和SENT_ID_12,其中SENT_ID_11为第一节点连续发送报文时的报文ID,SENT_ID_12为第一节点最后发送的一个报文ID,第二节点、第三节点发送报文ID分别命名为SENT_ID_2和SENT_ID_3,上述报文的优先级顺序是:SENT_ID_12>SENT_ID_2>SENT_ID_3、SENT_ID_11比SENT_ID_2和SENT_ID_3的优先级高且SENT_ID_11与SENT_ID_12的优先级不同;104、配置第一节点、第二节点、第三节点的控制场和数据场;105、通过键盘初始化第四节点,初始化的内容包括CAN控制器各个寄存器的初始化和显示单元的初始化,保证第四节点只接收ID为SENT_ID_12、SENT_ID_2和SENT_ID_3的报文,而不接收ID为SENT_ID_11的报文;106、按下第一节点的启动发送按钮B,使第一节点连续发送ID为SENT_ID_11的报文;107、按下第二节点的启动发送按钮C,使第二节点开始发送ID为SENT_ID_2的报文;108、按下第三节点的启动发送按钮C,使第三节点开始发送ID为SENT_ID_3的报文;109、按下第一节点的停止发送按钮A,使第一节点停止连续发送报文,然后再让第一节点发送一个ID为SENT_ID_12的报文,并同时开始检测总线电平,捕捉MAC帧;110、第一节点将检测到的MAC帧的各位值通过第一显示单元顺序地显示出来,并与第一节点、第二节点、第三节点发送的MAC帧相比较从而体现第一节点、第二节点、第三节点的报文优先级;111、第四节点的第三显示单元顺序显示接收到的报文,根据接收的先后顺序判断报文的优先级。
发明效果:本发明的不同优先级CAN报文发送和接收显示系统可用于CAN总线教学实验及培训,方便了对CAN总线的优先级内容的研究,从而能进一步地深入学习和研究CAN,为更好地应用CAN总线奠定了理论基础。本发明不仅创造了不同优先级产生的条件,同时也实现了优先级的检测与显示,本发明的检测方法/步骤具体、明确、具有普遍意义,有助于深入掌握、理解CAN总线的优先级及其相关技术内容。在工业现场,一般总线上会挂接多个节点,有大量的报文在总线上传输,因此很有可能产生总线竞争,基于本发明的系统及方法,就可以为CAN总线在工业上的应用提供理论基础,从而能更有效地配置总线上的各个节点。
附图说明
图1为本发明的系统结构图;图2为本发明的方法的实现流程图;图3为本发明第一节点1的检测单元1-1的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:下面结合图1具体说明本实施方式。不同优先级CAN报文发送和接收显示系统,它由CAN总线5、第一节点1、第二节点2、第三节点3和第四节点4组成,在CAN总线5上挂接有第一节点1、第二节点2、第三节点3和第四节点4;所述第一节点1由第一处理器1-6、检测单元1-1、第一通信单元1-3、第一显示单元1-4、第一键盘1-2、停止发送按钮A 1-7和启动发送按钮B 1-5组成;第一处理器1-6的总线通信端连接第一通信单元1-3的节点通信端,第一通信单元1-3的总线通信端与CAN总线5相连;检测单元1-1采集CAN总线4上的数字信号,检测单元1-1的数据输出端连接第一处理器1-6的数据输入端,第一键盘1-2的数据输出端连接第一处理器1-6的控制输入端,第一处理器1-6的状态显示信号输出端连接第一显示单元1-4的输入端,停止发送按钮A 1-7的控制信号输出端连接第一处理器1-6的停止信号接收端,启动发送按钮B 1-5的控制信号输出端连接第一处理器1-6的启动信号接收端;所述第二节点2和第三节点3的结构相同;所述第二节点2、第三节点3均由第二处理器2-1、第二显示单元2-4、第二通信单元2-3、第二键盘2-2和启动发送按钮C 2-5组成,第二键盘2-2的数据输出端连接第二处理器2-1的控制输入端,第二处理器2-1的总线通信端连接第二通信单元2-3的节点通信端,第二通信单元2-3的总线通信端与CAN总线5相连,第二处理器2-1的节点状态显示信号输出端连接第二显示单元2-4的输入端,启动发送按钮C 2-5的控制信号输出端连接第二处理器2-1的启动信号接收端;所述第四节点4由第三键盘4-1、第三处理器4-2、第三显示单元4-3和第三通信单元4-4组成,第三键盘4-1的数据输出端连接第三处理器4-2的控制输入端,第三处理器4-2的状态显示信号输出端连接第三显示单元4-3的输入端,第三处理器4-2的总线通信端连接第三通信单元4-4的节点通信端,第三通信单元4-4的总线通信端与CAN总线5相连。检测单元采集CAN总线上的数字信号,通过比较电路和给定的基准电压获取CAN总线上的“0”或“1”信号,用于对CAN总线电平进行检测,亦即可对CAN总线MAC(媒体访问控制)帧进行检测。第一处理器1-6采用8051系列、8096系列、C8051F系列的微处理芯片;第一显示单元1-4采用12864-2W;第一键盘1-2采用OMRON;停止发送按钮A 1-7采用OMRON;启动发送按钮B 1-5采用OMRON;第一通信单元1-3采用SJA1000、82C250、6N137等。其他节点的相关单元与第一节点1的相同。如图1所示,各个节点中的处理器可以用来获得各个节点所需要的报文信息、控制各个节点的各个部分按照一定的时序正常工作;各个节点的键盘用于向各个节点的处理器输入控制信息;各个节点的显示单元用于显示各自的控制状态,而且第一节点1和第四节点4的显示单元分别还可以用于显示检测信号或接收信号。
具体实施方式二:下面结合图1和图3具体说明本实施方式。所述检测单元1-1由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、直流电源V1组成,第二电阻R2的一端接地,第二电阻R2的另一端连接第一电阻R1的一端和第一处理器1-6的内部比较单元的反相输入端CP-,第一电阻R1的另一端连接直流电源V1的输出端,第三电阻R3的一端连接CAN总线5,第三电阻R3的另一端连接第一四电阻R4的一端和第一处理器1-6的内部比较单元的同相输入端CP+,第一四电阻R4的另一端接地。检测单元1-1采集CAN总线上的数字信号,通过比较电路和给定的基准电压获取CAN总线上的“0”或“1”信号,用于对CAN总线电平进行检测,亦即可对CAN总线MAC(媒体访问控制)帧进行检测。其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:下面结合图2具体说明本实施方式。
101、启动不同优先级CAN报文发送和接收显示系统、系统上电准备;
102、初始化第一节点1、第二节点2、第三节点3;
103、设置第一节点1、第二节点2、第三节点3的报文优先级,即,第一节点1发送的报文设置为两种ID分别命名为SENT_ID_11和SENT_ID_12,其中SENT_ID_11为第一节点1连续发送报文时的报文ID,SENT_ID_12为第一节点1最后发送的一个报文ID,第二节点2、第三节点3发送报文ID分别命名为SENT_ID_2和SENT_ID_3,上述报文的优先级顺序是:SENT_ID_12>SENT_ID_2>SENT_ID_3、SENT_ID_11比SENT_ID_2和SENT_ID_3的优先级高且SENT_ID_11与SENT_ID_12的优先级不同;
104、配置第一节点1、第二节点2、第三节点3的控制场和数据场;
105、通过键盘初始化第四节点4,初始化的内容包括CAN控制器各个寄存器的初始化和显示单元的初始化,保证第四节点4只接收ID为SENT_ID_12、SENT_ID_2和SENT_ID_3的报文,而不接收ID为SENT_ID_11的报文;
106、按下第一节点1的启动发送按钮B,使第一节点1连续发送ID为SENT_ID_11的报文;
107、按下第二节点2的启动发送按钮C,使第二节点2开始发送ID为SENT_ID_2的报文;
108、按下第三节点3的启动发送按钮C,使第三节点3开始发送ID为SENT_ID_3的报文;
109、按下第一节点1的停止发送按钮A,使第一节点1停止连续发送报文,然后再让第一节点1发送一个ID为SENT_ID_12的报文,并同时开始检测总线电平,捕捉MAC帧;
110、第一节点1将检测到的MAC帧的各位值通过第一显示单元顺序地显示出来,并与第一节点1、第二节点2、第三节点3发送的MAC帧相比较从而体现第一节点1、第二节点2、第三节点3的报文优先级;
111、第四节点4的第三显示单元4-3顺序显示接收到的报文,根据接收的先后顺序判断报文的优先级。
第一节点1、第二节点2和第三节点3的初始化内容包括通过键盘对CAN控制器各个寄存器的初始化以及需要的显示单元的初始化。
第一节点1连续发送ID为SENT_ID_11的报文,目的是为了创造了使不同优先级的报文竞争总线的条件。第一节点1向总线上连续发送相对最高优先级的报文,使总线一直处于“忙”的状态。然后,再使第二节点2、第三节点3发送优先级不同且均比第一节点1发送的报文优先级低的报文。在第一节点1停止发送后,第二节点2、第三节点3会同时竞争总线。上述步骤110按下第一节点1的停止发送按钮后将通过软件使节点1停止连续发送报文,让第一节点1再发送一个ID为SENT_ID_12的报文,同时开始检测总线电平,捕捉MAC帧,在第三次检测到连续8个“1”时停止检测,即第三个报文结束时停止检测。第一节点1将检测到的MAC帧的各位值通过显示单元顺序地显示出来,可体现第一节点1、第二节点2、第三节点3的报文优先级;而且第四节点4的显示单元顺序显示接收到的报文,根据接收的先后顺序也可判断报文的优先级,这就双方面验证了报文优先级,保证了可靠性和准确性。
Claims (3)
1. 不同优先级CAN报文发送和接收显示系统,其特征在于所述系统由CAN总线(5)、第一节点(1)、第二节点(2)、第三节点(3)和第四节点(4)组成,在CAN总线(5)上挂接有第一节点(1)、第二节点(2)、第三节点(3)和第四节点(4);所述第一节点(1)由第一处理器(1-6)、检测单元(1-1)、第一通信单元(1-3)、第一显示单元(1-4)、第一键盘(1-2)、停止发送按钮A(1-7)和启动发送按钮B(1-5)组成;第一处理器(1-6)的总线通信端连接第一通信单元(1-3)的节点通信端,第一通信单元(1-3)的总线通信端与CAN总线(5)相连;检测单元(1-1)采集CAN总线(5)上的数字信号,通过比较电路和给定的基准电压获取CAN总线(5)上的“0”或“1”信号,用于对CAN总线(5)电平进行检测,亦即可对CAN总线(5)的媒体访问控制帧进行检测,检测单元(1-1)的数据输出端连接第一处理器(1-6)的数据输入端,第一键盘(1-2)的数据输出端连接第一处理器(1-6)的控制输入端,第一处理器(1-6)的状态显示信号输出端连接第一显示单元(1-4)的输入端,停止发送按钮A(1-7)的控制信号输出端连接第一处理器(1-6)的停止信号接收端,启动发送按钮B(1-5)的控制信号输出端连接第一处理器(1-6)的启动信号接收端;所述第二节点(2)和第三节点(3)的结构相同;所述第二节点(2)、第三节点(3)均由第二处理器(2-1)、第二显示单元(2-4)、第二通信单元(2-3)、第二键盘(2-2)和启动发送按钮C(2-5)组成,第二键盘(2-2)的数据输出端连接第二处理器(2-1)的控制输入端,第二处理器(2-1)的总线通信端连接第二通信单元(2-3)的节点通信端,第二通信单元(2-3)的总线通信端与CAN总线(5)相连,第二处理器(2-1)的节点状态显示信号输出端连接第二显示单元(2-4)的输入端,启动发送按钮C(2-5)的控制信号输出端连接第二处理器(2-1)的启动信号接收端;所述第四节点(4)由第三键盘(4-1)、第三处理器(4-2)、第三显示单元(4-3)和第三通信单元(4-4)组成,第三键盘(4-1)的数据输出端连接第三处理器(4-2)的控制输入端,第三处理器(4-2)的状态显示信号输出端连接第三显示单元(4-3)的输入端,第三处理器(4-2)的总线通信端连接第三通信单元(4-4)的节点通信端,第三通信单元(4-4)的总线通信端与CAN总线(5)相连,各个节点中的处理器可以用来获得各个节点所需要的报文信息、控制各个节点的各个部分按照一定的时序正常工作;各个节点的键盘用于向各个节点的处理器输入控制信息;各个节点的显示单元用于显示各自的控制状态,而且第一节点(1)的第一显示单元(1-4)和第四节点(4)的第三显示单元(4-3)分别还可以用于显示检测信号或接收信号。
2. 根据权利要求1所述的不同优先级CAN报文发送和接收显示系统,其特征在于所述检测单元(1-1)由第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、直流电源(V1)组成,第二电阻(R2)的一端接地,第二电阻(R2)的另一端连接第一电阻(R1)的一端和第一处理器(1-6)的内部比较单元的反相输入端(CP-),第一电阻(R1)的另一端连接直流电源(V1)的输出端,第三电阻(R3)的一端连接CAN总线(5),第三电阻(R3)的另一端连接第四电阻(R4)的一端和第一处理器(1-6)的内部比较单元的同相输入端(CP+),第四电阻(R4)的另一端接地。
3. 基于权利要求1所述的不同优先级CAN报文发送和接收显示系统的不同优先级报文的检测方法,其特征在于所述方法依次按以下步骤进行:
101、启动不同优先级CAN报文发送和接收显示系统、系统上电准备;
102、初始化第一节点(1)、第二节点(2)、第三节点(3);
103、设置第一节点(1)、第二节点(2)、第三节点(3)的报文优先级,即,第一节点(1)发送的报文设置为两种ID分别命名为SENT_ID_11和SENT_ID_12,其中SENT_ID_11为第一节点(1)连续发送报文时的报文ID,SENT_ID_12为第一节点(1)最后发送的一个报文ID,第二节点(2)、第三节点(3)发送报文ID分别命名为SENT_ID_2和SENT_ID_3,上述报文的优先级顺序是:SENT_ID_12>SENT_ID_2>SENT_ID_3、SENT_ID_11比SENT_ID_2和SENT_ID_3的优先级高且SENT_ID_11与SENT_ID_12的优先级不同;
104、配置第一节点(1)、第二节点(2)、第三节点(3)的控制场和数据场;
105、通过键盘初始化第四节点(4),初始化的内容包括CAN控制器各个寄存器的初始化和显示单元的初始化,保证第四节点(4)只接收ID为SENT_ID_12、SENT_ID_2和SENT_ID_3的报文,而不接收ID为SENT_ID_11的报文;
106、按下第一节点(1)的启动发送按钮B,使第一节点(1)连续发送ID为SENT_ID_11的报文;
107、按下第二节点(2)的启动发送按钮C,使第二节点(2)开始发送ID为SENT_ID_2的报文;
108、按下第三节点(3)的启动发送按钮C,使第三节点(3)开始发送ID为SENT_ID_3的报文;
109、按下第一节点(1)的停止发送按钮A,使第一节点(1)停止连续发送报文,然后再让第一节点(1)发送一个ID为SENT_ID_12的报文,并同时开始检测总线电平,捕捉MAC帧;
110、第一节点(1)将检测到的MAC帧的各位值通过第一显示单元顺序地显示出来,并与第一节点(1)、第二节点(2)、第三节点(3)发送的MAC帧相比较从而体现第一节点(1)、第二节点(2)、第三节点(3)的报文优先级;
111、第四节点(4)的第三显示单元(4-3)顺序显示接收到的报文,根据接收的先后顺序判断报文的优先级。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080917 Termination date: 20100822 |