《现场总线技术》实验教学大纲
课程名称：
| 现场总线技术
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课程编号：
| 420420
| 436418
| 408417
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适用专业：
| 网络工程
| 软件工程
| 计算机科学与技术
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课程学分：
| 3
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总学时：
| 36
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其中实验学时
| 12
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一、实验性质、目的与任务
学会CAN-bus网络的通信、iCAN协议、利用配套的iCAN模块可以在此平台上实现开关量控制、LED亮、灭控制、电机起、停控制、电机转速控制、电机转向控制、模拟量输入、输出控制及光电开关检测等实验。
二、教学基本要求：
掌握利用CAN总线节点的配置方法。掌握CAN节点多个功能模块的使用，会使用CAN模块构成一个系统进行测试。
三、实验项目与类型：
序号
| 实验项目
| 学时
| 实验性质
| 备注
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演示
| 验证
| 设计
| 综合
| 必做
| 选做
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1
| CAN基本通信实验
| 2
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| √
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| √
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2
| 2404和4400模块控制电机实验
| 2
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| √
| √
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3
| 开关量输入输出实验
| 2
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| √
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| √
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4
| 温、湿度传感器实验
| 2
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| √
| √
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5
| 传动控制系统实验
| 4
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| √
| √
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四、实验教学内容及学时分配：
实验一 CAN基本通信实验
1、 目的要求
了解CAN-bus通信原理，实现基本的CAN-bus双节点通信。掌握USBCA和CANalyst-Ⅱ分析仪的基本使用方法。
2、 方法原理
利用上位机软件实现CAN-bus网络上两个节点的双向对发实验。
3、 主要实验仪器及材料
计算机1台、iCAN实验开发系统1套、ZLGCANTest开发软件一套
4、 掌握要点
1）CAN通信的基本原理。
2）接口卡的选择及配置。
5、 实验内容
1）CAN节点的连接。
2）CAN节点初始化。
3）单节点、双节点收发
4）根据实验任务写出实验报告。
实验二 2404和4400模块控制电机实验
1、 目的要求
了解iCAN协议中DO协议格式，iCAN通信机制。
2、 方法原理
利用CAN2404输出继电器的开关信号，控制电机的启动和停止，利用CAN4400输出模拟量，控制电机的转动速度。
3、 主要实验仪器及材料
计算机1台、iCAN实验开发系统1套、iCANTest开发软件一套。
4、 掌握要点
能够了解从站（iCAN-2404、4400模块）与主站（PC机）的通信过程及不同通信状态下的输出功能。
5、 实验内容
利用iCANTest软件或ZLGCANTest软件测试iCAN-2404、4400模块的功能；测试iCAN通信协议，该实验部分只进行部分iCAN协议的通信，请用户根据iCAN协议测试其他功能。
实验三 开关量输入输出实验
1、 目的要求
掌握iCAN4050输入、输出控制原理及应用
2、 方法原理
该实验主要利用iCAN4050模块控制4路LED亮、灭，其中LED分布于PCB上，PCB板为内嵌在iCAN实验平台表面上。通过上位机的不同输出值能够控制不同LED状态。
3、 主要实验仪器及材料
计算机1台、iCAN实验开发系统1套、iCANTest开发软件一套。
4、 掌握要点
掌握iCAN4050模块输入输出基本原理，体验数字量输入、输出在CAN总线中的应用。
5、 实验内容
1）将iCAN4050输出控制信号线与PCB板上DO0—DO3连接，尝试控制LED5—LED7的亮、灭。
2）将iCAN4050输入控制信号线与PCB板上的SW1—SW7连接，号，尝试拨动SW0，通过iCANTest软件观察输入通道0的状态。
实验四 温、湿度传感器实验
1、 目的要求
掌握iCAN4017模拟量输入功能；温、湿度传感器，气体传感器，超声波传感器信号的检测。
2、 方法原理
直接将各传感器的输出信号端连接到iCAN-4017的模拟量输入通道，该信号通过总线传输到iCANtest软件，由软件分析出该信号值的大小与种类。
3、 主要实验仪器及材料
计算机1台、iCAN实验开发系统1套、iCANTest开发软件一套。
4、 掌握要点
1）超声波模块需要单独供电、湿度模块需要单独供电，且必须和iCAN-4017共地。
2）温、湿度传感器中，红色线（+）接+5V，黑色线接GND，黄色和白色线分别为湿度及温度输出值。
5、 实验内容
1）系统连接，上电运行。
2）能够利用iCAN4017模块检测温、湿度模块，气体传感器模块，超声波模块的信号。
3）输入信号检测。
4）实验总结。
2）选定好实验箱电路的工作模式，在Quartus II中锁定引脚下载并进行硬件测试。
实验五 传动控制系统实验
1、 目的要求
掌握iCAN4050输入、输出控制原理及应用方法
2、 方法原理
在iCAN实验教学平台上，用来检测传动系统的4个光电开关输出信号线分别连接于端子排2；电机的端子通过该光电开关时，该信号通过CAN总线传输到iCAN测试软件上。
3、 主要实验仪器及材料
计算机1台、iCAN实验开发系统1套、iCANTest开发软件一套。
4、 掌握要点
1）端子的连接关系。
2）模块的上线。
3）ICAN软件使用。
5、 实验内容
1）系统接线连接。
2）上电运行。
3）利用iCAN4050模块检测光电开关的信号及步进电机的起、停和方向控制。
4）实验总结。
五、考核办法
1．教师对学生实验过程完成情况进行详细登记，记入实验成绩中。
2．学生完成实验后按要求撰写实验报告，根据实验报告确定每次实验的等级。
3．实验成绩按20%比例计入课程期评总成绩中。
六、实验教学指导书和参考书
［1］杨春杰主编，《CA总线技术》，北京航空航天大学出版社，2010.2
［2］ 饶运涛主编，《现场总线CAN原理与应用技术》（第2版），北京航空航天大学出版社，2007
［3］ 王黎明等编，《CAN现场总线系统的设计与应用》，电子工业出版社，2008
［4］ 杜尚丰编，《CAN总线测控技术及其应用》，电子工业出版社，2007
撰写人： 易叶青
审核人： 刘位群
2012.6
