所有的通讯设备需要可靠的动力系统进行支撑，这些动力设备包括开关电 源、高低压电源开关柜、蓄电池组、机房智能空调等等。通讯行业的本身的人力资源和客观的管理水平发展，要求实现设备间的互连互通，但长期以来不同企业出于自身利益的考虑定了互不兼容的总线标准，使得处于不总线网络中的设备通信难。本系统正是基于这种需求而提出的解决方案。

RS485是一个电气接口规范,他定义了一个基于单对平衡线的多点、双向(半双工) 通信链路,只对接口的电气特性做出规定,而不涉及接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议,在当时看来是一种相对经济具有相当高噪声抑制相对高的传输速率传输距离远和宽共模范围的通信平台,因此基于RS485总线的通讯方法得到了广泛的应用。

CAN(控制器局域网)总线以其高性能、高可靠性及独特的设计,越来越受到人们的重视和青睐,不但在汽车行业中应用广泛,而且在工业控制、机器人、医疗器械、传感器等领域发展迅速。为了扩展CAN总线的功能,与计算机相联,可设计具有CAN接口和PC接口的CAN适配卡,用来收集CAN 总线上各个节点的信息,转发给PC机,并可将PC机的命令和数据转发给各个节点以及完成对CAN总线上的用户系统的部分监控和管理工作。串行通信接口RS-485C 作为一种标准,目前已在微机通信接口中广泛采用。但由于它在数据传输的传输距离与速度方面要低于其他通信方式,阻碍了它在很多方面的应用,因此设计高性能的RS-485与CAN总线的接口卡以代替传统的PC机的RS-485总线通信具有重要意义。

Microchip是单片机和模拟半导体的领先供应商，致力于生产满足嵌入式控制市场需求的产品：

8位通用单片机（PICmicro®MCU）  l

DsPIC30F16位单片机  l

专用和标准的非易失性存储器件 l

安全器件（KEELOQ®）  l

专用标准产品  

Microchip公司号称推出解决了DSP和MCU之间差异的独立的单片机解决方案，命名为dsPIC。dsPIC是16位（数据）非流水线方式的哈佛RISC的芯片，它是为嵌入式系统而设计，单指令流的芯片；有一个全特征的DSP的引擎，友好的C编译设计，与Microchip公司推出的微控制器一样的操作平台，并且程序很容易的从PIC18F上移植过来。  

由于dsPIC将单片机的特征同数字信号处理器（DSP）的能力结合在一起，所以在异步事件处理能力、精密仿真、常见的开发环境以及外围部件等方面都表现出DSP强大的性能。考虑到DSP和单片机的内部区别，dsPIC器件将高性能16位单片机的控制特点和DSP高速运算的优点相结合，为嵌入式系统设计提供了适合的，单芯片、单指令流的解决方案。它消除了类似设计中所需求的额外组成部分，从而减小了印制板空间，也降低了系统成本。

 DSPPIC30F4011高性能单片机系列可以应用于非常广阔的范围，包括马达控制、因特网接入器件、汽车产品、功能电路、数字应答机、低速软件调制解调器、线卡、POS终端、自动售货机、生物测定安全装置、不间断电源、电源管理和自然语音输入/输出等等。  

与此同时，随着控制技术日趋复杂化，越来越多的工业系统要使用DSP精确控制实时响应，以及现有产品要求增加更多功能，以增强I/O易用性和安全接入，dsPIC必将在高性能数字信号控制器市场占据重要一席之地。同时，随着多种dsPIC产品系列的不断迅速开发，以及愈加完善的开发工具、应用系统库、现场应用工程技术和综合技术等的产品，dsPIC一定会得到广大用户的青睐。  

总而言之，dsPIC器件的开发有助于缓解16位单片机和低端数字信号处理器（DSP）之间的性能差，是传统16位单片机应用的理想解决方案。

本课题是为工控系统设计的通用的RS485-CAN通讯协议转换器。

CAN(Controller Area Network)总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，具有通信速率高、可靠性、实时性和灵活性的特点，从而在众多领域得到广泛应用。本课题的主要内容是设计一个转换器来实现485总线和CAN总线的数据传输。

本文将介绍基于单片机的智能协议转换器的工作原理、硬件电器设计及其软设计，并在文章的最后给出设计中应注意的问题及解决方法。该协议转换器成功地解决两种不同控制网络之间的通信问题。  

在本次设计中，需要添加USB接口设计，USB通用串行总线是计算机外设接口的发展趋势,将逐渐取代PC机上的RS485协议串口,因此,很多传统的RS485接口设备都将面临一个向USB接口转换的问题。USB是近年来应用在PC领域的新型接口技术,一些PC大厂商、流行操作系统都增加了对USB的支持。

对应硬件设计,软件设计的总体思想为:首先实现RS-485与单片机的通信,再完成CAN与单片机的通信。最后将两者结合起来,实现串口RS-485向单片机发送数据,单片机转发给CAN;CAN向单片机发送数据,单片机再转发给PC。这样设计,程序虽然与功能实现流程相同,但是好处是在调试串口通信时,不必考虑CAN通信,而在调试CAN通信时不必考虑串口通信。两者独立,逻辑简单,不易发生混乱。

单片机系统中，为了提高程序的运行可靠性，利用单片机硬件定时器中断，可以很容易实现软件看门狗。在程序中的接受中央监控主机命令和向受监控设备发送命令这两个关键步骤设置软件狗，为了程序由于意外情况发生，使单片机始终处于接受数据状态或者发送数据状态时，就可以利用软件看门狗跳出死循环。在系统程序中，根据要求件事时间的长短去设置“标志”，一旦程序没有在给定的时间重置标志值，就导致系统复位。具体实现方法是在程序中设定查询“标志”，查询后清零或减1，直到标志为0时，执行复位指令或转向出错处理程序，并在出错处理程序中完成各种后续工作，再使系统复位。

 

 

虽然网络技术不断发展，但各个厂商为了保证数据传输的可靠性，其智能协议接口仍然以RS485接口为主，因此，基于DSPPIC30F4011的智能协议转换器仍然可以发挥其作用。但是，协议转换器与中央监控主机之间的数据传输方式却有了相应的发展，已经有不少厂商采用TCP/IP进行上层数据的传输，以便适应更多的功能需要。  

基于DSPPIC30F4011的智能协议转化器不仅可以用于工控系统设计中，而且还可以用于其它数据传输场合如楼宇自控、DCS等等。

01——03周：   搜集相关资料；    

04——06周：   得出初步想法，撰写任务书；

07——08周：   电路设计；

09——11周：   软件程序设计；  

12——14周：   软硬件结合开始实验，记录实验数据，关注实验结果；

15——16周：   翻译外文资料，撰写毕业论文；

17周：         准备毕业答辩

（指能够支持“课题背景”、“课题研究现状及发展趋势”所论述内容的主要文献资料）

[1] 何立民．MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术．北京：北京航空航天大学出版社. 2003

[2] 马忠梅．单片机的C语言应用程序设计．北京：北京航空航天大学出版社. 1999

[3] 周航慈．单片机应用程序设计技术．北京：北京航空航天大学出版社. 1992

[4] 张迎．单片微型计算机原理、应用及接口技术．北京：国防工业出版社. 1992   

[5] 徐爱卿 孙涵芳 盛焕明．单片微型计算机应用与开发系统．北京：北京航空航天大学出版社. 1992

[6] 王幸之等．单片机应用系统抗干扰技术．北京：北京航空航天大学出版社. 1999

[7] 王幸之，钟爱琴，王雷，王闪.AT89系列单片机原理与接口技术.北京航空航天大学出版社

[8] 陈志旺﹑李亮等． 51单片机快速上手．北京： 机械工业出版社

[9] 晁 阳．单片机MSC-51原理及用开发教程．北京： 清华大学出版社

[10] 江 力．单片机原理与应用技术．北京：清华大学出版社

[11] 张靖武．单片机原理、应用与PROTEUS仿真．北京：电子工业出版社

[12] 张鑫． 单片机原理及应用． 北京：电子工业出版社． 2005

[13] 陈明荧.．8051单片机课程设计实训教材．  北京:清华大学出版社． 2004

[14] 胡汉才．单片机原理及其接口技术．  北京:清华大学出版社． 1995

[15] 徐淑华 程退安 姚万生 ．单片机微型机原理及应用． 哈尔滨工业大学出版社 ．1994