学海网

毕业设计 基于CAN总线的数控机床控制系统 共96页，32917字
摘要　随着制造型企业之间的竞争日趋激烈，对数控加工网络化以及控制信息集成成为迫切需求。本文分析了当前我国数控加工现状，现代数控机床的发展趋势，探讨了数控机床的网络化编程。
首先，介绍了DNC的内涵和发展演变过程，在分析DNC通讯技术的基础上，着重介绍了CAN现场总线，指出CAN现场总线是一种新型的、实用的DNC通讯技术，并对基于CAN总线的DNC通讯系统结构进行了研究。根据机床厂并结合国内生产实际情况，综合阐述了DNC系统集成的相关技术。
其次，重点研究开发了DNC主机与数控系统异步串行通信软件及CAN总线通讯的硬件实现。文中详细分析了串行通信对应的三层协议，即物理层、数据链路层、应用层以实现通信。软件实现了DNC的下传数控程序，机床状态查询等功能；文中利用Windows多线程技术，实现了对串口的实时多任务处理。
关键词　DNC；网络化加工；CAN总线；数控系统；串口通信

目录
1　绪论 1
1.1　DNC概述 1
1.1.1　DNC系统概念及发展 1
1.1.2　DNC系统的结构和通讯 2
1.1.3　DNC系统的特点 4
1.2　当前DNC技术发展 4
1.3　本课题的意义 6
1.4　本论文的主要研究内容 6
２　DNC系统的总体设计 7
2.1　串行通信技术 7
2.1.1　串行通信原理 7
2.1.2　RS232协议标准 9
2.2　数控通信能力分析及DNC接口功能分类 10
2.2.1　现有数控系统的接口通信能力分析 10
2.2.2　DNC接口功能分类 10
2.3　多台机床远距离串行通信实现 11
2.4　系统的总体设计 11
３　DNC系统硬件接口设计 13
3.1　CAN总线DNC接口设计 13
3.2　CAN总线技术概要 14
3.2.1　CAN的分层结构 14
3.2.2　CAN工作原理 15
3.3　CAN总线型DNC系统通信设计 17
3.3.1　基于CAN总线的DNC系统设计概要 17
3.3.2　设计采用的部分CAN总线芯片介绍 18
3.4　串口通信电路设计 22
3.5　系统的总体硬件原理图 23
3.6 硬件抗干扰设计 25
４　DNC系统下位机软件设计 27
4.1　BASIC CAN模式下寄存器配置 27
4.1.1　Basic CAN地址的分配 27
4.1.2　CAN的数据帧结构 28
4.1.3　报文滤波机制的利用 29
4.2　下位机软件总体设计 29
4.3　各子程序介绍 30
4.3.1　看门狗程序 30
4.3.2　MCU初始化子程序 31
4.3.3　UART发送接收子程序 31
4.3.4　SJA1000初始化的程序设计 34
4.3.5　CAN报文的发送程序设计 36
4.3.6　CAN报文的接收程序设计 38
５　基于CAN总线的DNC主机软件设计 41
5.1　DNC主机软件设计关键技术 41
5.1.1 串行通信的实现 41
5.1.2　数据库的操作 44
5.1.3　数控程序文件传输的实现 44
5.2　DNC主机软件总体设计 45
5.2.1　软件的总体设计 45
5.2.2　类的设计 46
６　结论与展望 50
参考文献 51
致谢 52
附　录 53
附录一：下位机软件 53
附录二：部分上位机软件程序 76