基于CAN总线的抢答实验平台制造技术

本实用新型专利技术公开了教学实验平台设计技术领域中的一种基于CAN总线的抢答实验平台。技术方案是，所述实验平台包括教师节点PC机、PCI插槽、CAN通讯卡、教师节点、学生节点和CAN总线；其中，所述教师节点PC机与CAN通讯卡通过PCI插槽连接；所述CAN通讯卡、教师节点和所述学生节点分别依次通过CAN总线连接。本实用新型专利技术的效果在于，通过抢答器的设计使实验更加直观，便于直观理解CAN总线，使学生对CAN总线本质技术理解更加深刻。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于教学实验平台设计
，尤其涉及一种基于CAN总线的抢答实验平台。
技术介绍
现场总线技术日趋走向成熟并且得到了逐步的推广应用。CAN (control Ier areanetwork)总线作为一种主流的现场总线，更是以其种种优越的性能而受到工业界的广泛重视，并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。目前，国内外针对CAN总线的应用研究比较多，很多大学都开设了 CAN总线技术相关课程。初学CAN总线技术理论的学生肯定会感到迷茫，其原因在于对CAN总线本质技术 理解不深刻。如果有一套能反映CAN总线基本本质技术的专门的实验系统来辅助教学，会对学生理解CAN总线有实质性的帮助。现有的实验平台实现了 CAN节点之间的通信，但是实验内容缺乏乐趣，直观性不强，参与性不强。为帮助学生对CAN总线有更深刻的理解，设计了一个用于教学实验的抢答实验平台，抢答器设计使实验内容充满乐趣，便于直观理解CAN总线，且抢答精度高。本实验平台能够促进现场总线技术的教学和科研水平，并有助于培养出在CAN总线
具有开发能力的专业人才，满足我国现场总线发展的需要。
技术实现思路
针对上面技术背景中描述的目前CAN总线现有的实验平台，在实验内容直观性、参与性、乐趣方面存在的不足，本技术提出了一种基于CAN总线的抢答实验平台。本技术的技术方案是，一种基于CAN总线的抢答实验平台，其特征在于，所述实验平台包括教师节点PC机、PCI插槽、CAN通讯卡、教师节点、学生节点和CAN总线；其中，所述教师节点PC机与CAN通讯卡通过PCI插槽连接；所述CAN通讯卡、教师节点和所述学生节点分别依次通过CAN总线连接。所述教师节点包括CAN收发器、CAN控制器、CPU模块、时钟信息显示模块和抢答模块；所述学生节点包括CAN收发器、CAN控制器、CPU模块、时钟信息显示模块和抢答模块；其中，所述时钟信息显示模块、抢答模块、CAN控制器分别与所述CPU模块连接；所述CAN收发器与所述CAN控制器连接。所述CAN收发器包括CAN高电平输出接口 CANH和CAN低电平输出接口 CANL，分别与CAN总线连接。 所述CAN控制器所采用的芯片是SJA1000。所述CPU模块所采用的芯片是ATMEL 89系列单片机。所述时钟信息显示模块包括LED数码管或IXD显示屏。所述抢答模块包括按钮或按键。所述的CAN收发器、CAN控制器、CPU模块、时钟信息显示模块和抢答模块集成在一块实验板上。本技术的效果在于，通过抢答器的设计使实验内容充满乐趣，便于直观理解CAN总线，充分调动积极性，提高实验乐趣，使学生对CAN总线本质技术理解更加深刻。附图说明图I是本技术提供的一种基于CAN总线的抢答实验平台的结构图；图2是本技术提供的节点结构框图；图3是本技术提供的教师节点PC机软件工作流程图；图4是本技术实施例提供的教师节点工作流程图；图5是本技术实施例提供的学生节点工作流程图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术的技术方案做进一步解释。应该强调的是，下属说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用。图I为本技术提供的一种基于CAN总线的抢答实验平台的结构图。图I中，本技术提供的抢答器实验平台由教师节点PC机、PCI插槽、CAN通讯卡、教师节点、CAN总线和学生节点组成。其中，教师节点PC机与CAN通讯卡通过PCI插槽相连，用于将时钟信息发送到CAN总线统一各个学生节点的时钟信息，使时钟信息实时准确；或用于比较学生节点按下抢答键后所发来的时钟信息；或用于接收和显示抢答成功的学生节点的信息。CAN总线分别与教师节点、学生节点和CAN通讯卡相连，用于将教师节点发送的抢答开始的信息通过CAN总线传给学生节点；或教师节点将学生按下抢答键的时钟信息通过CAN总线进行接收，通过对接收到的时钟信息进行对比后，进一步将抢答成功的学生节点信息发送到教师节点PC机进行显示。图2为本技术提供的节点结构框图。图2中节点是由CPU模块、时钟信息显示模块、抢答模块、CAN控制器和CAN收发器组成。其中CAN接收器的两个接口 CAN高电平输出接口 CANH和CAN低电平输出接口 CANL与CAN总线相连，作为CAN总线和节点之间的数据交互通道，对CAN总线上发来的信息进行接收。CPU模块分别与时钟信息显示模块、抢答模块和CAN控制器相连，用于将从CAN总线上接收的信息进行处理之后在时钟信息显示模块上进行显示；或用于电路中断的实现。图3是本技术提供的教师节点PC机软件工作流程图。包括发送程序和接收程序。发送程序中，首先转换计算机CAN地址为11位信息标识符，然后在11为信息标识符后加入时钟信息，最后通过发送函数将信息包发送到CAN总线上。接收程序中，首先从CAN总线上接受的信息包中提取地址，然后显示抢答上节点地址信息，从而结束接收程序。图4是本技术实施例提供的教师节点工作流程图。具体包括以下步骤步骤401 :教师节点对CAN控制器进行初始化；步骤402 :教师节点接收教师节点PC机时钟信息并显示；步骤403 :教师节点判断是否开启抢答中断；如果是，则执行步骤404，否则执行步骤 408 ；步骤404 :教师节点读取寄存器状态；步骤405 :教师节点判断所接受的报文是否有效；如果是，则执行步骤406，否则执行 408 ；步骤406 :教师节点对接收缓存区的节点时钟信息进行比较；步骤407 :教师节点将抢答成功的节点信息发送至教师节点PC机；·步骤408 :返回步骤401。图5是本技术实施例提供的学生节点工作流程图。具体包括以下步骤步骤501 :学生节点对CAN控制器进行初始化；步骤502 :学生节点接收教师节点PC机时钟信息并显示；步骤503 :学生节点判断是否开启抢答中断；如果是，则执行步骤504，否则执行步骤 506 ；步骤504 :学生节点判断抢答键是否按下；如果是，则执行步骤505，否则执行506 ；步骤505 :学生节点发送按键时刻节点时钟信息；步骤506 :返回步骤501。本技术提供的一种基于CAN总线的抢答实验平台能够促进现场总线技术的教学和科研水平，使实验过程更加直观，学生对实验过程有更深的体验，对技术有更深的认识。并有助于培养出在CAN总线
具有开发能力的专业人才。权利要求1.一种基于CAN总线的抢答实验平台，其特征在于，所述抢答实验平台包括教师节点PC机、PCI插槽、CAN通讯卡、教师节点、学生节点和CAN总线； 其中，所述教师节点PC机与CAN通讯卡通过PCI插槽连接； 所述CAN通讯卡、教师节点和所述学生节点分别依次通过CAN总线连接。2.根据权利要求I所述的ー种基于CAN总线的抢答实验平台，其特征在于，所述教师节点包括CAN收发器、CAN控制器、CPU模块、时钟信息显示模块和抢答模块；所述学生节点包括CAN收发器、CAN控制器、CPU模块、时钟信息显示模块和抢答模块。3.根据权利要求2所述的ー种基于CAN总线的抢答实验平台，其特征在于，所述CAN收发器包括CAN高电平输出接ロ CANH和CAN低电平输出接ロ CANL，分别与CAN总线连接。4.根据权利要求2所述的ー种基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CAN总线的抢答实验平台，其特征在于，所述抢答实验平台包括教师节点PC机、PCI插槽、CAN通讯卡、教师节点、学生节点和CAN总线；其中，所述教师节点PC机与CAN通讯卡通过PCI插槽连接；所述CAN通讯卡、教师节点和所述学生节点分别依次通过CAN总线连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱力强，武琳，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：实用新型
国别省市：