基於can總線的搶答實驗平臺的製作方法
2023-10-19 05:04:32
專利名稱：基於can總線的搶答實驗平臺的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於教學實驗平臺設計技術領域，尤其涉及一種基於CAN總線的搶答實驗平臺。
背景技術：
現場總線技術日趨走向成熟並且得到了逐步的推廣應用。CAN (control Ier areanetwork)總線作為一種主流的現場總線，更是以其種種優越的性能而受到工業界的廣泛重視，並已被公認為幾種最有前途的現場總線之一。目前，國內外針對CAN總線的應用研究比較多，很多大學都開設了 CAN總線技術相關課程。初學CAN總線技術理論的學生肯定會感到迷茫，其原因在於對CAN總線本質技術 理解不深刻。如果有一套能反映CAN總線基本本質技術的專門的實驗系統來輔助教學，會對學生理解CAN總線有實質性的幫助。現有的實驗平臺實現了 CAN節點之間的通信，但是實驗內容缺乏樂趣，直觀性不強，參與性不強。為幫助學生對CAN總線有更深刻的理解，設計了一個用於教學實驗的搶答實驗平臺，搶答器設計使實驗內容充滿樂趣，便於直觀理解CAN總線，且搶答精度高。本實驗平臺能夠促進現場總線技術的教學和科研水平，並有助於培養出在CAN總線技術領域具有開發能力的專業人才，滿足我國現場總線發展的需要。
發明內容針對上面技術背景中描述的目前CAN總線現有的實驗平臺，在實驗內容直觀性、參與性、樂趣方面存在的不足，本實用新型提出了一種基於CAN總線的搶答實驗平臺。本實用新型的技術方案是，一種基於CAN總線的搶答實驗平臺，其特徵在於，所述實驗平臺包括教師節點PC機、PCI插槽、CAN通訊卡、教師節點、學生節點和CAN總線；其中，所述教師節點PC機與CAN通訊卡通過PCI插槽連接；所述CAN通訊卡、教師節點和所述學生節點分別依次通過CAN總線連接。所述教師節點包括CAN收發器、CAN控制器、CPU模塊、時鐘信息顯示模塊和搶答模塊；所述學生節點包括CAN收發器、CAN控制器、CPU模塊、時鐘信息顯示模塊和搶答模塊；其中，所述時鐘信息顯示模塊、搶答模塊、CAN控制器分別與所述CPU模塊連接；所述CAN收發器與所述CAN控制器連接。所述CAN收發器包括CAN高電平輸出接口 CANH和CAN低電平輸出接口 CANL，分別與CAN總線連接。 所述CAN控制器所採用的晶片是SJA1000。所述CPU模塊所採用的晶片是ATMEL 89系列單片機。所述時鐘信息顯示模塊包括LED數碼管或IXD顯示屏。所述搶答模塊包括按鈕或按鍵。所述的CAN收發器、CAN控制器、CPU模塊、時鐘信息顯示模塊和搶答模塊集成在一塊實驗板上。本實用新型的效果在於，通過搶答器的設計使實驗內容充滿樂趣，便於直觀理解CAN總線，充分調動積極性，提高實驗樂趣，使學生對CAN總線本質技術理解更加深刻。
圖I是本實用新型提供的一種基於CAN總線的搶答實驗平臺的結構圖；圖2是本實用新型提供的節點結構框圖；圖3是本實用新型提供的教師節點PC機軟體工作流程圖；圖4是本實用新型實施例提供的教師節點工作流程圖；圖5是本實用新型實施例提供的學生節點工作流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型的技術方案做進一步解釋。應該強調的是，下屬說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實用新型的範圍及其應用。圖I為本實用新型提供的一種基於CAN總線的搶答實驗平臺的結構圖。圖I中，本實用新型提供的搶答器實驗平臺由教師節點PC機、PCI插槽、CAN通訊卡、教師節點、CAN總線和學生節點組成。其中，教師節點PC機與CAN通訊卡通過PCI插槽相連，用於將時鐘信息發送到CAN總線統一各個學生節點的時鐘信息，使時鐘信息實時準確；或用於比較學生節點按下搶答鍵後所發來的時鐘信息；或用於接收和顯示搶答成功的學生節點的信息。CAN總線分別與教師節點、學生節點和CAN通訊卡相連，用於將教師節點發送的搶答開始的信息通過CAN總線傳給學生節點；或教師節點將學生按下搶答鍵的時鐘信息通過CAN總線進行接收，通過對接收到的時鐘信息進行對比後，進一步將搶答成功的學生節點信息發送到教師節點PC機進行顯示。圖2為本實用新型提供的節點結構框圖。圖2中節點是由CPU模塊、時鐘信息顯示模塊、搶答模塊、CAN控制器和CAN收發器組成。其中CAN接收器的兩個接口 CAN高電平輸出接口 CANH和CAN低電平輸出接口 CANL與CAN總線相連，作為CAN總線和節點之間的數據交互通道，對CAN總線上發來的信息進行接收。CPU模塊分別與時鐘信息顯示模塊、搶答模塊和CAN控制器相連，用於將從CAN總線上接收的信息進行處理之後在時鐘信息顯示模塊上進行顯示；或用於電路中斷的實現。圖3是本實用新型提供的教師節點PC機軟體工作流程圖。包括發送程序和接收程序。發送程序中，首先轉換計算機CAN地址為11位信息標識符，然後在11為信息標識符後加入時鐘信息，最後通過發送函數將信息包發送到CAN總線上。接收程序中，首先從CAN總線上接受的信息包中提取地址，然後顯示搶答上節點地址信息，從而結束接收程序。圖4是本實用新型實施例提供的教師節點工作流程圖。具體包括以下步驟[0034]步驟401 :教師節點對CAN控制器進行初始化；步驟402 :教師節點接收教師節點PC機時鐘信息並顯示；步驟403 :教師節點判斷是否開啟搶答中斷；如果是，則執行步驟404，否則執行步驟 408 ；步驟404 :教師節點讀取寄存器狀態；步驟405 :教師節點判斷所接受的報文是否有效；如果是，則執行步驟406，否則執行 408 ；步驟406 :教師節點對接收緩存區的節點時鐘信息進行比較；步驟407 :教師節點將搶答成功的節點信息發送至教師節點PC機；·[0041 ]步驟408 :返回步驟401。圖5是本實用新型實施例提供的學生節點工作流程圖。具體包括以下步驟步驟501 :學生節點對CAN控制器進行初始化；步驟502 :學生節點接收教師節點PC機時鐘信息並顯示；步驟503 :學生節點判斷是否開啟搶答中斷；如果是，則執行步驟504，否則執行步驟 506 ；步驟504 :學生節點判斷搶答鍵是否按下；如果是，則執行步驟505，否則執行506 ；步驟505 :學生節點發送按鍵時刻節點時鐘信息；步驟506 :返回步驟501。本實用新型提供的一種基於CAN總線的搶答實驗平臺能夠促進現場總線技術的教學和科研水平，使實驗過程更加直觀，學生對實驗過程有更深的體驗，對技術有更深的認識。並有助於培養出在CAN總線技術領域具有開發能力的專業人才。
權利要求1.一種基於CAN總線的搶答實驗平臺，其特徵在於，所述搶答實驗平臺包括教師節點PC機、PCI插槽、CAN通訊卡、教師節點、學生節點和CAN總線； 其中，所述教師節點PC機與CAN通訊卡通過PCI插槽連接； 所述CAN通訊卡、教師節點和所述學生節點分別依次通過CAN總線連接。
2.根據權利要求I所述的ー種基於CAN總線的搶答實驗平臺，其特徵在於，所述教師節點包括CAN收發器、CAN控制器、CPU模塊、時鐘信息顯示模塊和搶答模塊；所述學生節點包括CAN收發器、CAN控制器、CPU模塊、時鐘信息顯示模塊和搶答模塊。
3.根據權利要求2所述的ー種基於CAN總線的搶答實驗平臺，其特徵在於，所述CAN收發器包括CAN高電平輸出接ロ CANH和CAN低電平輸出接ロ CANL，分別與CAN總線連接。
4.根據權利要求2所述的ー種基於CAN總線的搶答實驗平臺，其特徵在於，所述CAN控制器所採用的晶片是SJA1000。
5.根據權利要求2所述的ー種基於CAN總線的搶答實驗平臺，其特徵在於，所述CPU模塊所採用的晶片是ATMEL 89系列單片機。
6.根據權利要求2所述的ー種基於CAN總線的搶答實驗平臺，其特徵在於，所述時鐘信息顯示模塊包括LED數碼管或IXD顯示屏。
7.根據權利要求2所述的ー種基於CAN總線的搶答實驗平臺，其特徵在於，所述搶答模塊包括按鈕或按鍵。
8.根據權利要求2所述的ー種基於CAN總線的搶答實驗平臺，其特徵在於，所述的CAN收發器、CAN控制器、CPU模塊、時鐘信息顯不模塊和搶答模塊集成在一塊實驗板上。
專利摘要本實用新型公開了教學實驗平臺設計技術領域中的一種基於CAN總線的搶答實驗平臺。技術方案是，所述實驗平臺包括教師節點PC機、PCI插槽、CAN通訊卡、教師節點、學生節點和CAN總線；其中，所述教師節點PC機與CAN通訊卡通過PCI插槽連接；所述CAN通訊卡、教師節點和所述學生節點分別依次通過CAN總線連接。本實用新型的效果在於，通過搶答器的設計使實驗更加直觀，便於直觀理解CAN總線，使學生對CAN總線本質技術理解更加深刻。
文檔編號G09B7/00GK202563720SQ20122024243
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月25日 優先權日2012年5月25日
發明者朱力強, 武琳 申請人:北京交通大學