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包郵 現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)

出版社:華中科技大學(xué)出版社出版時(shí)間:2021-04-01
開(kāi)本: 16開(kāi) 頁(yè)數(shù): 428
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現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng) 版權(quán)信息

現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng) 本書(shū)特色

國(guó)內(nèi)同類教材較多,但存在的問(wèn)題是:要么理論性較強(qiáng),工程實(shí)踐少;要么工程實(shí)踐介紹的過(guò)多,理論指導(dǎo)不夠重視,不能做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。另外,內(nèi)容較雜、較陳舊,現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)中涉及到的新技術(shù)、新理論、新知識(shí)等沒(méi)有講到。本教材做到了理論與實(shí)踐相結(jié)合,做到了把復(fù)雜事情簡(jiǎn)單化,重點(diǎn)突出。重點(diǎn)講解了計(jì)現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)涉及到的新技術(shù)、新理論、新知識(shí)。特別介紹了基于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的新型控制系統(tǒng)。

現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)秉承“新工科”理念,從科研、教學(xué)和工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā),理論聯(lián)系實(shí)際,全面系統(tǒng)地講述了現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 本書(shū)搶先發(fā)售在國(guó)內(nèi)教科書(shū)中詳細(xì)講述了CAN FD高速現(xiàn)場(chǎng)總線和在機(jī)器人等運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)。 全書(shū)共分10章,主要內(nèi)容包括:現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)概論、 CAN 現(xiàn)場(chǎng)總線、CAN FD現(xiàn)場(chǎng)總線、CAN FD應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線、EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)、EtherCAT從站控制器ET1100、基于ET1100的EtherCAT從站硬件設(shè)計(jì)、EtherCAT主站與伺服驅(qū)動(dòng)器控制應(yīng)用協(xié)議、EtherCAT從站驅(qū)動(dòng)程序與開(kāi)發(fā)調(diào)試。全書(shū)內(nèi)容豐富,體系優(yōu)選,結(jié)構(gòu)合理,理論與實(shí)踐相結(jié)合,尤其注重工程應(yīng)用技術(shù)。 本書(shū)是在作者教學(xué)與科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合二十年現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展編寫(xiě)而成的。 本書(shū)可作為高等院校各類自動(dòng)化、機(jī)器人、自動(dòng)檢測(cè)、機(jī)電一體化、人工智能、電子與電氣工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、信息工程等專業(yè)的本科教材,同時(shí)可以作為相關(guān)專業(yè)的研究生教材,也適用于從事現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員參考。

現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng) 目錄

第1章 現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)概述
1.1 現(xiàn)場(chǎng)總線概述
1.1.1 現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)生
1.1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)
1.1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)
1.1.4 現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的制定
1.1.5 現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀
1.1.6 現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)
1.2 工業(yè)以太網(wǎng)概述
1.2.1 以太網(wǎng)技術(shù)
1.2.2 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)
1.2.3 工業(yè)以太網(wǎng)通信模型
1.2.4 工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)
1.2.5 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)
1.2.6 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)模型分析
1.2.7 幾種實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)的比較
1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)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(yè)以太網(wǎng)簡(jiǎn)介
1.4.1 EtherCAT
1.4.2 SERCOS
1.4.3 Ethernet POWERLINK
1.4.4 PROFInet
1.4.5 EPA
習(xí)題
第2章 CAN現(xiàn)場(chǎng)總線
2.1 CAN的特點(diǎn)
2.2 CAN的技術(shù)規(guī)范
2.2.1 CAN的基本概念
2.2.2 CAN的分層結(jié)構(gòu)
2.2.3 報(bào)文傳送和幀結(jié)構(gòu)
2.2.4 錯(cuò)誤類型和界定
2.2.5 位定時(shí)與同步的基本概念
2.2.6 CAN總線的位數(shù)值表示與通信距離
2.3 CAN獨(dú)立通信控制器SJA1000
2.3.1 SJA1000內(nèi)部結(jié)構(gòu)
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的公用寄存器
2.4 CAN總線收發(fā)器
2.4.1 PCA82C250/251CAN總線收發(fā)器
2.4.2 TJA1051系列CAN總線收發(fā)器
2.5 CAN總線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)例
2.5.1 CAN總線硬件設(shè)計(jì)
2.5.2 CAN軟件軟件設(shè)計(jì)
習(xí)題
第3章 CAN FD現(xiàn)場(chǎng)總線
3.1 CAN FD通信協(xié)議
3.1.1 CAN FD概述
3.1.2 CAN和CAN FD報(bào)文結(jié)構(gòu)
3.1.3 從傳統(tǒng)的 CAN升級(jí)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(shuō)明
3.2.4 CAN FD控制器模塊
3.2.5 MCP2517FD的存儲(chǔ)器構(gòu)成
3.2.6 MCP2517FD特殊功能寄存器
3.2.7 CAN FD控制器模塊SFR
3.2.8 報(bào)文存儲(chǔ)器
3.2.9 SPI接口
3.2.10 SFR訪問(wèn)
3.2.11 報(bào)文存儲(chǔ)器訪問(wèn)
3.2.12 帶CRC的SPI命令
3.2.13 微控制器與MCP2517FD的接口電路
習(xí)題
第4章 CAN FD應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 CiA601
4.1.1 CAN FD物理接口的實(shí)現(xiàn)
4.1.2 CAN FD主機(jī)控制器接口的實(shí)現(xiàn)
4.1.3 CAN FD系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范
4.2 CAN FD高速收發(fā)器
4.2.1 TJA1057高速CAN收發(fā)器
4.2.2 MCP2561/2FD高速CAN靈活數(shù)據(jù)速率收發(fā)器
4.3 CAN FD收發(fā)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(fā)器
4.4 MCP2517FD的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
4.4.1 MCP2517FD初始化程序
4.4.2 MCP2517FD接收?qǐng)?bào)文程序
4.4.3 MCP2517FD發(fā)送報(bào)文程序
4.4.4 MCP2517FD通信程序應(yīng)用實(shí)例
習(xí)題
第5章 PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線
5.1 PROFIBUS概述
5.2 PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)
5.2.1 PROFIBUS-DP的協(xié)議結(jié)構(gòu)
5.2.2 PROFIBUS-FMS的協(xié)議結(jié)構(gòu)
5.2.3 PROFIBUS-PA的協(xié)議結(jié)構(gòu)
5.3 PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)
5.3.1 PROFIBUS-DP的三個(gè)版本
5.3.2 PROFIBUS-DP系統(tǒng)組成和總線訪問(wèn)控制
5.3.3 PROFIBUS-DP系統(tǒng)工作過(guò)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(shù)據(jù)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的總線設(shè)備類型和數(shù)據(jù)通信
5.5.1 概述
5.5.2 DP設(shè)備類型
5.5.3 DP設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信
5.5.4 PROFIBUS-DP循環(huán)
5.5.5 采用交叉通信的數(shù)據(jù)交換
5.5.6 設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)文件(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(zhì)連接單元
5.6.5 ASPC2主站通信控制器
5.6.6 ASICs應(yīng)用設(shè)計(jì)概述
5.7 PROFIBUS-DP從站通信控制器SPC3
5.7.1 SPC3功能簡(jiǎn)介
5.7.2 SPC3引腳說(shuō)明
5.7.3 SPC3存儲(chǔ)器分配
5.7.4 PROFIBUS-DP接口
5.7.5 SPC3輸入輸出緩沖區(qū)的狀態(tài)
5.7.6 通用處理器總線接口
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(wǎng)絡(luò)接口卡
5.8.1 ASPC2介紹
5.8.2 CP5611網(wǎng)絡(luò)接口卡
5.9 PROFIBUS-DP從站的設(shè)計(jì)
5.9.1 PROFIBUS-DP從站的硬件設(shè)計(jì)
5.9.2 PROFIBUS-DP從站的軟件設(shè)計(jì)
5.9.3 SPC3的編程要點(diǎn)
習(xí)題
第6章 EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)
6.1 EtherCAT概述
6.2 EtherCAT物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
6.3 EtherCAT數(shù)據(jù)鏈路層
6.3.1 EtherCAT數(shù)據(jù)幀
6.3.2 尋址方式
6.3.3 通信模式
6.3.4 存儲(chǔ)同步管理器SM
6.4 EtherCAT應(yīng)用層
6.4.1 通信模型
6.4.2 從站
6.4.3 主站
6.4.4 EtherCAT設(shè)備行規(guī)
6.5 EtherCAT系統(tǒng)組成
6.5.1 EtherCAT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
6.5.2 EtherCAT主站組成
6.5.3 EtherCAT從站組成
6.6 KUKA機(jī)器人應(yīng)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(xié)議
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(chǔ)空間
7.2.3 EtherCAT從站控制器特征信息
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(hào)
7.3.4 ET1100的電源
7.3.5 ET1100的時(shí)鐘源
7.3.6 ET1100的RESET信號(hào)
7.3.7 ET1100的RBIAS信號(hào)
7.3.8 ET1100的配置引腳信號(hào)
7.3.9 ET1100的物理端口和PDI引腳信號(hào)
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(shù)據(jù)鏈路控制
7.4.1 EtherCAT從站控制器的數(shù)據(jù)幀處理
7.4.2 EtherCAT從站控制器的通信端口控制
7.4.3 EtherCAT從站控制器的數(shù)據(jù)鏈路錯(cuò)誤檢測(cè)
7.4.4 EtherCAT從站控制器的數(shù)據(jù)鏈路地址
7.4.5 EtherCAT從站控制器的邏輯尋址控制
7.5 EtherCAT從站控制器的應(yīng)用層控制
7.5.1 EtherCAT從站控制器的狀態(tài)機(jī)控制和狀態(tài)
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(chǔ)同步管理
7.6.1 EtherCAT從站控制器存儲(chǔ)同步管理器
7.6.2 SM通道緩存區(qū)的數(shù)據(jù)交換
7.6.3 SM通道郵箱數(shù)據(jù)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(cuò)誤處理
7.8 EtherCAT分布時(shí)鐘
展開(kāi)全部

現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng) 作者簡(jiǎn)介

李正軍,男,1984年7月畢業(yè)于山東大學(xué)數(shù)學(xué)系,同年留原山東大學(xué)數(shù)學(xué)系任教;1987年10月調(diào)入原山東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)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(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院教授,并擔(dān)任“211工程”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目“現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”負(fù)責(zé)人、控制學(xué)院微機(jī)課程負(fù)責(zé)人,碩士研究生導(dǎo)師,山東大學(xué)優(yōu)秀教師。中國(guó)電氣工業(yè)協(xié)會(huì)設(shè)備網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線分會(huì)理事、中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《低壓電氣通信規(guī)約》審稿人,全國(guó)電器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信接口標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)具有很大的影響,所指導(dǎo)的學(xué)生在國(guó)內(nèi)外各大公司擔(dān)任重要崗位,并具有豐厚的待遇。

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