現場匯流排與工業乙太網(2021年華中科技大學出版社出版的圖書)

《現場匯流排與工業乙太網》是2021年華中科技大學出版社出版的圖書。本書秉承“新工科”理念，從科研、教學和工程實際套用出發，理論聯繫實際，全面系統地講述了現場匯流排、工業乙太網及其套用系統設計。

基本介紹

• 中文名：現場匯流排與工業乙太網
• 作者：李正軍、李瀟然
• 出版社：華中科技大學出版社
• ISBN：9787568069182

內容簡介

本書秉承“新工科”理念，從科研、教學和工程實際套用出發，理論聯繫實際，全面系統地講述了現場匯流排、工業乙太網及其套用系統設計。 本書首次在國內教科書中詳細講述了CAN FD高速現場匯流排和在機器人等運動控制領域廣泛套用的EtherCAT工業乙太網。 全書共分10章，主要內容包括：現場匯流排與工業乙太網概論、 CAN 現場匯流排、CAN FD現場匯流排、CAN FD套用系統設計、PROFIBUS-DP現場匯流排、EtherCAT工業乙太網、EtherCAT從站控制器ET1100、基於ET1100的EtherCAT從站硬體設計、EtherCAT主站與伺服驅動器控制套用協定、EtherCAT從站驅動程式與開發調試。全書內容豐富，體系先進，結構合理，理論與實踐相結合，尤其注重工程套用技術。 本書是在作者教學與科研實踐經驗的基礎上，結合二十年現場匯流排與工業乙太網技術的發展編寫而成的。 本書可作為高等院校各類自動化、機器人、自動檢測、機電一體化、人工智慧、電子與電氣工程、計算機套用、信息工程等專業的本科教材，同時可以作為相關專業的研究生教材，也適用於從事現場匯流排與工業乙太網控制系統設計的工程技術人員參考。

圖書目錄

第1章 現場匯流排與工業乙太網概述

1.1 現場匯流排概述

1.1.1 現場匯流排的產生

1.1.2 現場匯流排的本質

1.1.3 現場匯流排的特點和優點

1.1.4 現場匯流排標準的制定

1.1.5 現場匯流排的現狀

1.1.6 現場匯流排網路的實現

1.2 工業乙太網概述

1.2.1 乙太網技術

1.2.2 工業乙太網技術

1.2.3 工業乙太網通信模型

1.2.4 工業乙太網的優勢

1.2.5 實時乙太網

1.2.6 實時工業乙太網模型分析

1.2.7 幾種實時工業乙太網的比較

1.3 現場匯流排簡介

1.3.1 FF

1.3.2 CAN和CAN FD

1.3.3 DeviceNet

1.3.4 LonWorks

1.3.5 PROFIBUS

1.3.6 CC-Link

1.3.7 ControlNet

1.4 工業乙太網簡介

1.4.1 EtherCAT

1.4.2 SERCOS

1.4.3 Ethernet POWERLINK

1.4.4 PROFInet

1.4.5 EPA

習題

第2章 CAN現場匯流排

2.1 CAN的特點

2.2 CAN的技術規範

2.2.1 CAN的基本概念

2.2.2 CAN的分層結構

2.2.3 報文傳送和幀結構

2.2.4 錯誤類型和界定

2.2.5 位定時與同步的基本概念

2.2.6 CAN匯流排的位數值表示與通信距離

2.3 CAN獨立通信控制器SJA1000

2.3.1 SJA1000內部結構

2.3.2 SJA1000引腳功能

2.3.3 SJA1000工作模式

2.3.4 BasicCAN功能介紹

2.3.5 PeliCAN功能介紹

2.3.6 BasicCAN和PeliCAN的公用暫存器

2.4 CAN匯流排收發器

2.4.1 PCA82C250/251CAN匯流排收發器

2.4.2 TJA1051系列CAN匯流排收發器

2.5 CAN匯流排節點設計實例

2.5.1 CAN匯流排硬體設計

2.5.2 CAN軟體軟體設計

習題

第3章 CAN FD現場匯流排

3.1 CAN FD通信協定

3.1.1 CAN FD概述

3.1.2 CAN和CAN FD報文結構

3.1.3 從傳統的 CAN升級到 CAN FD

3.2 CAN FD控制器MCP2517FD

3.2.1 MCP2517FD概述

3.2.2 MCP2517FD的功能

3.2.3 MCP2517FD引腳說明

3.2.4 CAN FD控制器模組

3.2.5 MCP2517FD的存儲器構成

3.2.6 MCP2517FD特殊功能暫存器

3.2.7 CAN FD控制器模組SFR

3.2.8 報文存儲器

3.2.9 SPI接口

3.2.10 SFR訪問

3.2.11 報文存儲器訪問

3.2.12 帶CRC的SPI命令

3.2.13 微控制器與MCP2517FD的接口電路

習題

第4章 CAN FD套用系統設計

4.1 CiA601

4.1.1 CAN FD物理接口的實現

4.1.2 CAN FD主機控制器接口的實現

4.1.3 CAN FD系統設計規範

4.2 CAN FD高速收發器

4.2.1 TJA1057高速CAN收發器

4.2.2 MCP2561/2FD高速CAN靈活數據速率收發器

4.3 CAN FD收發器隔離器件

4.3.1 HCPL-772X和HCPL-072X高速光耦合器

4.3.2 CTM3MFD/CTM5MFD隔離CAN FD 收發器

4.4 MCP2517FD的應用程式設計

4.4.1 MCP2517FD初始化程式

4.4.2 MCP2517FD接收報文程式

4.4.3 MCP2517FD傳送報文程式

4.4.4 MCP2517FD通信程式套用實例

習題

第5章 PROFIBUS-DP現場匯流排

5.1 PROFIBUS概述

5.2 PROFIBUS的協定結構

5.2.1 PROFIBUS-DP的協定結構

5.2.2 PROFIBUS-FMS的協定結構

5.2.3 PROFIBUS-PA的協定結構

5.3 PROFIBUS-DP現場匯流排系統

5.3.1 PROFIBUS-DP的三個版本

5.3.2 PROFIBUS-DP系統組成和匯流排訪問控制

5.3.3 PROFIBUS-DP系統工作過程

5.4 PROFIBUS-DP的通信模型

5.4.1 PROFIBUS-DP的物理層

5.4.2 PROFIBUS-DP的數據鏈路層（FDL）

5.4.3 PROFIBUS-DP的用戶層

5.4.4 PROFIBUS-DP用戶接口

5.5 PROFIBUS-DP的匯流排設備類型和數據通信

5.5.1 概述

5.5.2 DP設備類型

5.5.3 DP設備之間的數據通信

5.5.4 PROFIBUS-DP循環

5.5.5 採用交叉通信的數據交換

5.5.6 設備資料庫檔案（GSD）

5.6 PROFIBUS通信用ASICs

5.6.1 DPC31從站通信控制器

5.6.2 SPC3從站通信控制器

5.6.3 SPC41從站通信控制器

5.6.4 SIM1-2介質連線單元

5.6.5 ASPC2主站通信控制器

5.6.6 ASICs套用設計概述

5.7 PROFIBUS-DP從站通信控制器SPC3

5.7.1 SPC3功能簡介

5.7.2 SPC3引腳說明

5.7.3 SPC3存儲器分配

5.7.4 PROFIBUS-DP接口

5.7.5 SPC3輸入輸出緩衝區的狀態

5.7.6 通用處理器匯流排接口

5.7.7 SPC3的UART接口

5.7.8 PROFIBUS-DP接口

5.8 主站通信控制器ASPC2與網路接口卡

5.8.1 ASPC2介紹

5.8.2 CP5611網路接口卡

5.9 PROFIBUS-DP從站的設計

5.9.1 PROFIBUS-DP從站的硬體設計

5.9.2 PROFIBUS-DP從站的軟體設計

5.9.3 SPC3的編程要點

習題

第6章 EtherCAT工業乙太網

6.1 EtherCAT概述

6.2 EtherCAT物理拓撲結構

6.3 EtherCAT數據鏈路層

6.3.1 EtherCAT數據幀

6.3.2 定址方式

6.3.3 通信模式

6.3.4 存儲同步管理器SM

6.4 EtherCAT套用層

6.4.1 通信模型

6.4.2 從站

6.4.3 主站

6.4.4 EtherCAT設備行規

6.5 EtherCAT系統組成

6.5.1 EtherCAT網路架構

6.5.2 EtherCAT主站組成

6.5.3 EtherCAT從站組成

6.6 KUKA機器人套用案例

第7章 EtherCAT從站控制器ET1100

7.1 EtherCAT從站控制器概述

7.1.1 EtherCAT從站控制器功能塊

7.1.2 EtherCAT協定

7.1.3 幀處理

7.1.4 FMMU

7.1.5 同步管理器

7.2 EtherCAT從站控制器的BECKHOFF解決方案

7.2.1 BECKHOFF提供的EtherCAT從站控制器

7.2.2 EtherCAT從站控制器存儲空間

7.2.3 EtherCAT從站控制器特徵信息

7.3 EtherCAT從站控制器ET1100

7.3.1 ET1100概述

7.3.2 ET1100引腳介紹

7.3.3 ET1100的PDI信號

7.3.4 ET1100的電源

7.3.5 ET1100的時鐘源

7.3.6 ET1100的RESET信號

7.3.7 ET1100的RBIAS信號

7.3.8 ET1100的配置引腳信號

7.3.9 ET1100的物理連線埠和PDI引腳信號

7.3.10 ET1100的MII接口

7.3.11 ET1100的EBUS / LVDS接口

7.3.12 ET1100的PDI描述

7.3.13 ET1100的SPI從接口

7.3.14 ET1100的異步8/16位微控制器接口

7.4 EtherCAT從站控制器的數據鏈路控制

7.4.1 EtherCAT從站控制器的數據幀處理

7.4.2 EtherCAT從站控制器的通信連線埠控制

7.4.3 EtherCAT從站控制器的數據鏈路錯誤檢測

7.4.4 EtherCAT從站控制器的數據鏈路地址

7.4.5 EtherCAT從站控制器的邏輯定址控制

7.5 EtherCAT從站控制器的套用層控制

7.5.1 EtherCAT從站控制器的狀態機控制和狀態

7.5.2 EtherCAT從站控制器的中斷控制

7.5.3 EtherCAT從站控制器的WDT控制

7.6 EtherCAT從站控制器的存儲同步管理

7.6.1 EtherCAT從站控制器存儲同步管理器

7.6.2 SM通道快取區的數據交換

7.6.3 SM通道信箱數據通信模式

7.7 EtherCAT從站信息接口（SII）

7.7.1 EEPROM中的信息

7.7.2 EEPROM的操作

7.7.3 EEPROM操作的錯誤處理

7.8 EtherCAT分布時鐘

作者簡介

李正軍，男，1984年7月畢業於山東大學數學系，同年留原山東大學數學系任教；1987年10月調入原山東工業大學自動化系任教，1997年10月晉升為副教授，2003年10月晉升為山東大學控制科學與工程學院教授，並擔任“211工程”重點建設項目“現場匯流排技術實驗室”負責人、控制學院微機課程負責人，碩士研究生導師，山東大學優秀教師。中國電氣工業協會設備網現場匯流排分會理事、中華人民共和國機械行業標準《低壓電氣通信規約》審稿人，全國電器設備網路通信接口標準化委員會委員。設計的產品在國內外市場具有很大的影響，所指導的學生在國內外各大公司擔任重要崗位，並具有豐厚的待遇。