论文研究-基于can总线广播系统分组中继器设计 .pdf

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基于can总线广播系统分组中继器设计,刘凯,刘晓文,为了拓展CAN总线广播系统的通信距离和提高总线利用效率,提出一种基于STM32F103的广播系统分组中继器的实现方法,利用该中继器在广播
国武技论文在线 其中井上广播主站和井卜语音基站根据完成功能不同对报文标识符的定义有所不同,井 上广`播主站对井下基站所要完成的功能有广播、组播和点播通信,通信内容有音乐和语音。 这里 的含义为区分是音乐数据报文还是语音数据报文, 根据基站过滤机制的不 同实现广播、组播和点播通信。语音基站要完成的功能冇组内广播和与井上主站通信两种功 能。这里的含义即为区分是组内数据报文还是廾上数据报文。 至此,可以得出分组中继接收并向子网转发的条件为: 广播通信 组号为本组的组播通信 组号为本组的点播通信 分组中继接收并向主网转发的条件只有个即与主站通信。 中继器软件设计 应用软件主要完成单片机硬件资源的基夲配置、模式切换、两个控制器的初始化 和外设中断等工作。当中继器上电后,首先完成系统基本配置和中断初始化,获取模式选择 位电平,然后根据模式选择位电半的不同分别完成控制器的不同配置。系统的主程序 流程和中断服务子程序流程如图所示。 开始 系统初始化 获取模式位 分组中继模式 屮断入工 内部CAN技收叶断 获取分组号 外部中断9 转 CAN控制器初始化 CAN控制器初始化 有过滤机芾) 无过滤机制) 屮断返回 延时 分组中继主函数流程图 b中断服务栏序流程图 图系统程序流程图 系统初始化 上电时首先要为系统配置运行的基本硬件資源,包括对系统L作时钟 等外设工作时钟、 复用功能及中断优宄级等进行配置。 控制器初始化 控制器必须对一些寄存器完成仞始化配置才能正常通信,如波特率等设置。这里 国武技论文在线 在波特率设置正确的前提卜,最主要配置就是验收过滤寄存器和屏蔽寄存器的酉置,根据中 继工作模式不同其配置也不同。若模式选择位电平为低时,表示中继工作在透眀转发模式, 此时对两个控制器的标示符过滤屏蔽寄存器设置为全屏蔽即不进行过滤,全部接收。 否则为分组工作模式,此时一个控制器要配置为能过滤接收本组数据报文和广播数据 报文,另一个控制器配置为不接收组内通信报文。 收发程序设计 报文发送。单片机将要转发数据写入发送绥冲区,并把发送请求位值,当检 测总线空闲时,则按照总线协议发送数据 报文接收。首先对总线上的报文进行匹配过滤,符合过滤机制的报文将被接收 并触发中断,读岀报文数据并释放接收缓冲区空间完成·次报文接收。 系统测试 为了验证分组中继器的工作性能,我们利用个主站、个基站、个分组中继器搭建 小型网络进行实验,测试网络如图所示 )主站广播通话 此时两个分组子网上的语吝基站都能正确接收数据,还原声音吝质很好 )主站对组组播通话 组所有语音基站能正常还原声音,此时让组发起组内通信,两路通信正常,互不干 扰 播主站 CAN 主网络 CAN分组子网 中华器 吾音基站 浯音基站 主网络 CAN分组子网 屮继器 语音基站 语音基沈 图內络测试拓扑图 结论 根据广播系统通信协议基础上定制过滤机制的分组中继器具有在不改变通信波特率的 同时减少了总线的平均负载率;提高了总线的利用效率;并在通信占用网络资源上没有共用 网段时实现并发通话等优势,非常适合应用与基于总线的广播系统中。 国武技论文在线 参考文献 丁恩杰,马方清监系统与现场总线徐州:中国矿业大学出版社 丁恩杰,赵宗平等,基于煤矿话音警示系统的应用层协议仪表技术与传感器

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