【正文】 線器，整個(gè)系統(tǒng)成本大大提高。但是傳統(tǒng)的5類線電纜只能將以太網(wǎng)電信號(hào)傳輸100米，在傳輸距離和覆蓋范圍方面已不能適應(yīng)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需要。近年來，隨著布線標(biāo)準(zhǔn)的改變，光電器件、光纜、連接器技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用帶寬的逐步升級(jí)，光纖網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用日益普及，很多用戶開始考慮用“光纖到桌面”來替代水平布線系統(tǒng)中的銅纜方案。 什么是光纖收發(fā)器光纖收發(fā)器是一種將短距離的雙絞線電信號(hào)和長(zhǎng)距離的光信號(hào)進(jìn)行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元，在很多地方也被稱之為光電轉(zhuǎn)換器。 光纖收發(fā)器分類目前國(guó)外和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光纖收發(fā)器的廠商很多，產(chǎn)品線也極為豐富。? 按光纖性質(zhì)分類單模光纖收發(fā)器：傳輸距離20公里～120公里；多模光纖收發(fā)器：傳輸距離2公里～5公里；按光纖來分，可以分為多模光纖收發(fā)器和單模光纖收發(fā)器。雙纖光纖收發(fā)器：接收發(fā)送的數(shù)據(jù)在一對(duì)光纖上傳輸。另外由于使用了波分復(fù)用，單纖收發(fā)器產(chǎn)品普遍存在信號(hào)衰耗大的特點(diǎn)。按工作層次/速率來分，可以分為單 10M、100M 的光纖收發(fā)器、10/100M 自適應(yīng)的光纖收發(fā)器和 1000M 光纖收發(fā)器。這樣既減少了數(shù)據(jù)沖突的可能又保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕虼?0/100M 的光纖收發(fā)器適合于工作在速率不固定的鏈路上[3]。按結(jié)構(gòu)來分，可以分為桌面式（獨(dú)立式）光纖收發(fā)器和機(jī)架式光纖收發(fā)器。網(wǎng)管型以太網(wǎng)光纖收發(fā)器：支持電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理。主網(wǎng)管模塊一方面需要輪詢自己機(jī)架上的網(wǎng)管信息，另一方面還需收集所有從子架上的信息，然后匯總并提交給網(wǎng)管服務(wù)器。目前大多數(shù)廠商的網(wǎng)管系統(tǒng)都是基于SNMP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上開發(fā)的，支持包括 Web、Telnet、CLI等多種管理方式。其中內(nèi)置開關(guān)電源為電信級(jí)電源，而外置變壓器電源多使用在民用設(shè)備上[6]。USB是近幾年發(fā)展起來的新型接口標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”，該接口只具有單站能力?，F(xiàn)在的臺(tái)式電腦一般有兩個(gè)串行口：COM1和COM2，從設(shè)備管理器的端口列表中就可以看到。實(shí)際上還有一根信號(hào)地線，共5根線。RS422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何必須的信號(hào)交換均可以按軟件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一對(duì)單獨(dú)的雙絞線) [8]。 3．RS485為擴(kuò)展應(yīng)用范圍，EIA又于1983年在RS422基礎(chǔ)上制定了RS485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即允許多個(gè)發(fā)送器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA485A標(biāo)準(zhǔn)。1200m時(shí)10Okbit/s)。由Intel、Microsoft、Compaq、IBM、NEC、 Northern 、Tel等幾家大廠商發(fā)起共同提出了USB總線標(biāo)準(zhǔn)，并成立了 USB org的官方組織其成為開放的標(biāo)準(zhǔn)，從而使不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備能夠在一個(gè)開放的體系下廣泛的被使用。現(xiàn)場(chǎng)總線遵循ISO的OSI開放系統(tǒng)互連參考模型的全部或部分通訊協(xié)議，作為最底層的現(xiàn)場(chǎng)控制器和現(xiàn)場(chǎng)智能儀表設(shè)備互連的實(shí)時(shí)控制通訊網(wǎng)絡(luò)，它溝通了生產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系，為打破自動(dòng)化系統(tǒng)的信息孤島創(chuàng)造了條件。這就要求一方面要提高線纜傳輸信息的能力、減少多余信息的傳遞；另一方面要讓大量信息在現(xiàn)場(chǎng)就地完成處理，減少現(xiàn)場(chǎng)與控制機(jī)房之間的信息往返。1. FF(Foundation Fieldbus)其前身是ISP協(xié)議和WorldFIP協(xié)議， 1994年二者合并，成立了現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)，開發(fā)出國(guó)際上統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議。2. CAN(Controller Area Network)最早由德國(guó)BOSCH公司提出，用于汽車內(nèi)部測(cè)量和執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。由于CAN被愈來愈多不同領(lǐng)域采用和推廣，導(dǎo)致要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)化。DeviceNet是一個(gè)開放的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。4. LonWorks由美國(guó)Echelon公司推出并與Motorola、Toshiba公司共同倡導(dǎo)，于1990年正式公布。這種被稱為可尋址遠(yuǎn)程傳感高速通道的開放通信協(xié)議，其特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中的過渡性產(chǎn)品，由于其采用模擬數(shù)字混合信號(hào)制，導(dǎo)致難以開發(fā)出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片，但在當(dāng)前的過渡時(shí)期，仍具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。3．架構(gòu)方面，通過光纖，光電模塊和CAN總線控制器結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，研究和設(shè)計(jì)，理論上能使三者通過電路和軟件的支持，能夠順利實(shí)現(xiàn)通信。第二章 總體概要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)光纖傳輸?shù)囊粋€(gè)重要環(huán)節(jié)就是完成總線信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換，可以使用專用的光纖收發(fā)器件。因此，光纖收發(fā)一體模塊在信號(hào)轉(zhuǎn)換的速率和穩(wěn)定性上都比分立的光纖收發(fā)器件有很大的提高，而且與外圍器件接口方便，單模光纖的色散、傳輸光功率消耗也比多模光纖小[11]。可見CAN在長(zhǎng)距離的傳輸上擁有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。：RS485只規(guī)定了物理層，而沒有數(shù)據(jù)鏈路層，所以它對(duì)錯(cuò)誤是無法識(shí)別的，除非一些短路等物理錯(cuò)誤。保護(hù)總線。：CAN器件的價(jià)格大約是485的2倍這樣，485的通訊從軟件上是很方便的，只要懂串行通訊，就可以編程，而CAN需要底層工程師了解CAN復(fù)雜的層，編寫上位機(jī)軟件也要了解CAN的協(xié)議。，可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實(shí)現(xiàn)，從而大大降低了系統(tǒng)的開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期，這些是只僅僅有電氣協(xié)議的RS485所無法比擬的。第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)? 紅牛開發(fā)板（STM32F103ZET6），集成CAN總線控制器；? 19光電模塊；? 光纖。? 5V DC 電源適配器連接到J3，電源選擇跳線JP4插到12處。 電源選擇跳線設(shè)置Table Power select jumper setting跳線描述JP4JP4 用于選擇外部5V 電源座輸入5V 電源供電，USB 供電。 啟動(dòng)方式選擇跳線設(shè)置Table Startup mode select and jumper settingsBOOT1（JP8）BOOT0（JP9）啟動(dòng)模式描述（123）23紅牛開發(fā)板設(shè)定為User Flash 啟動(dòng)方式。? Y1，做為RTC的時(shí)鐘源；? Y2，8MHZ晶震，做為系統(tǒng)的時(shí)鐘源，如果采用內(nèi)部8M RC震蕩器Y2可以不接。6. PWM輸出CN1的PWM0、PWM1連接到STM32F103ZE的定時(shí)器輸出引腳PB0、PB1。JJ2跳線默認(rèn)是插上既分配給SPI1使用。光收發(fā)模塊，就是在光纖通信系統(tǒng)中用于電光與光電轉(zhuǎn)換的器件，由光接收部分和光發(fā)射部分構(gòu)成，在光信號(hào)與電信號(hào)之間起著橋梁作用。它們各自形成自己獨(dú)立的體系，因此下面分別各自介紹它們的硬件構(gòu)成。它已經(jīng)在車載各電子控制裝置通訊領(lǐng)域的到廣泛的應(yīng)用。CAN總線接口與19光模塊連接電路圖如下： CAN總線接口與19光模塊連接電路圖Fig CAN bus interface and 19 optical module connection diagram電源中的直流電流通過電路中的電容電感的濾波功能，直流電通過電感進(jìn)入Vccr和Vcct 兩端，交流電通過電容進(jìn)入大地中。 Fig External circuitaltium 。 C進(jìn)行單片機(jī)軟件開發(fā)的步驟? 根據(jù)需求確定軟硬件分工，選擇芯片，落實(shí)外部存儲(chǔ)空間的訪問地址；? 建立uVision2工程，根據(jù)硬件條件進(jìn)行工程環(huán)境設(shè)置；? 確定和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，及其訪問方案；? 確定和實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)分配和使用方案、硬件訪問方法，并通過測(cè)試程序的驗(yàn)證；? 編寫程序代碼（先框架、其次總體陷阱、然后流程、最后進(jìn)行功能模塊實(shí)現(xiàn)）；? 仿真調(diào)試程序（先框架、其次總體陷阱、然后流程，最后進(jìn)行功能模塊的測(cè)試）；? 優(yōu)化程序（先流程、后功能模塊）；? 燒寫芯片，上板測(cè)試和完善。先使用KELC進(jìn)行程序測(cè)試，使LED燈能夠正常點(diǎn)亮，開發(fā)板上的D1，D2點(diǎn)亮，D4閃爍，測(cè)試成功。圖 網(wǎng)線斷開Fig Network cable is disconnected把光纜連接在光電模塊兩端，開發(fā)板LED正常，D1熄滅，證明控制器成功收到自己發(fā)送的信號(hào)，實(shí)驗(yàn)成功。本課題的主要任務(wù)是串口總線收發(fā)器系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。使我對(duì)STM32系列單片機(jī)的接口有了更深層次的理解，熟悉了一些單片機(jī)常用的外圍電路引腳和連接方法。四年來，學(xué)院的許多老師都對(duì)我們的學(xué)習(xí)和生活提供了很大的幫助和便利，他們將其豐富的專業(yè)知識(shí)毫不保留地傳授給了我們，認(rèn)真指導(dǎo)了我們的學(xué)習(xí)，才使得我們能在專業(yè)水平上有一個(gè)長(zhǎng)足的進(jìn)步。同時(shí)也感謝我的家人和其他所有給予過我?guī)椭娜藗?，謝謝大家。ErrorStatus HSEStartUpStatus。TestStatus CAN_Polling(void)。 i != 0。 NVIC_Configuration()。 } else { GPIO_SetBits(GPIO_LED, GPIO_Pin_6)。 delayms(1000)。 for (。 delayms(1000)。 if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) { FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable)。 RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_HSE)。 = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9。GPIO_InitStructure)。GPIO_InitStructure)。GPIO_InitStructure)。 endif = USB_LP_CAN_RX0_IRQChannel。 NVIC_Init(amp。 CanTxMsg TxMessage。 CAN_DeInit()。 =DISABLE。 =DISABLE。 =CAN_BS2_7tq。 =0。 =0x0000。 =ENABLE。 =CAN_RTR_DATA。 [1]=0xFE。 while((CAN_TransmitStatus(TransmitMailbox) != CANTXOK) amp。 while((CAN_MessagePending(CAN_FIFO0) 1) amp。 =CAN_ID_STD。 CAN_Receive(CAN_FIFO0, amp。 if (!=2) return FAILED。 CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure。 CAN_StructInit(amp。 =DISABLE。 =CAN_Mode_Normal。 =1。 =CAN_FilterMode_IdMask。 =0x0000。 CAN_FilterInit(amp。 =0x1234。 [0]=0xDE。 ret = 0xFF。 (i 0xFFF)) { i++。}ifdef DEBUGvoid assert_failed(u8* file, u32 line){ while (1) { }}endif。 } CAN_ITConfig(CAN_IT_FMP0, DISABLE)。 while((ret == 0xFF) amp。 CAN_Transmit(amp。 =CAN_RTR_DATA。 CAN_ITConfig(CAN_IT_FMP0, ENABLE)。 =CAN_FIFO0。 =0x0000。CAN_InitStructure)。