1 引言 　　

用計(jì)算機(jī)或微控制器通過(guò)一種或多種總線方式,實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的通信,并通過(guò)總線實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行必要控制的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)稱為底層測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),簡(jiǎn)稱底層測(cè)控網(wǎng)絡(luò)。本文是針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)方面來(lái)展開(kāi)研究的,提出了一種基于CAN總線的數(shù)控系統(tǒng)底層測(cè)控網(wǎng)絡(luò), 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備就是數(shù)控機(jī)床等數(shù)控設(shè)備。

2 CAN總線的基本工作原理 　　

CAN總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)典型的串行總線的結(jié)構(gòu)形式。CAN總線中一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,多個(gè)節(jié)點(diǎn)接收信息;但CAN總線的信息存取方式采用的是一種廣播式的存取工作方式。在CAN總線的通信協(xié)議中支持的是基于報(bào)文的工作方式。也就是說(shuō)加入或撤銷節(jié)點(diǎn)設(shè)備都不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的工作,十分適用于控制系統(tǒng)要求快速、可靠、簡(jiǎn)明的特點(diǎn)。CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。CAN采用了CRC校驗(yàn)并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能,保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。為了清楚地說(shuō)明數(shù)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程測(cè)控儀的工作原理,我們以結(jié)構(gòu)方框圖的形式表示如圖1所示。輸入信號(hào)來(lái)自于數(shù)控機(jī)床電機(jī)編碼器的光電編碼器,輸出信號(hào)可以去伺服驅(qū)動(dòng)或控制其它需要的信號(hào),下面是它的工作原理:

圖1 基于CAN總線的數(shù)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程測(cè)控儀的工作原理圖 　　

由伺服電機(jī)編碼器的脈沖輸出信號(hào)進(jìn)入測(cè)控儀的輸入端,后經(jīng)計(jì)數(shù)器濾波、倍頻、鑒相、計(jì)數(shù)等;微處理器對(duì)采來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定較簡(jiǎn)單處理,再轉(zhuǎn)發(fā)到CAN控制器的緩存器里面;時(shí)機(jī)成熟CAN控制器再進(jìn)一步發(fā)給CAN收發(fā)器（驅(qū)動(dòng)）,最后CAN收發(fā)器把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給CAN總線、總管CAN節(jié)點(diǎn)的收發(fā)器、CAN控制器;總管CAN節(jié)點(diǎn)充當(dāng)網(wǎng)關(guān)的作用,把底層CAN節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)取出來(lái)以便自己或其它對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的復(fù)雜分析處理,相反上面來(lái)的數(shù)據(jù)依照同樣的道理可以通過(guò)CAN網(wǎng)關(guān)下傳到底層的CAN節(jié)點(diǎn)。就這樣底層和中間層進(jìn)行了數(shù)據(jù)信息的交流。底層的CAN節(jié)點(diǎn)也可以接受CAN總管節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的信息,通過(guò)輸出信號(hào)通道把命令傳給相應(yīng)的接口電路、伺服系統(tǒng),以便對(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行控制。

3 基于DSP的CAN測(cè)控儀的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 　　

本文選用的微處理器是由TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407-p.htm" target="_blank" title="TMS320LF2407貨源和PDF資料">TMS320LF2407?；贒SP的CAN測(cè)控儀的系統(tǒng)原理框圖如圖2所示:

圖2 基于DSP的CAN測(cè)控儀的系統(tǒng)原理框圖 　　

DSP用的CPU用TI公司的2000系列的TMs320LF2407實(shí)現(xiàn),光電隔離用6N137實(shí)現(xiàn),CAN驅(qū)動(dòng)器用PCA820C250實(shí)現(xiàn)。因?yàn)?font color="#3e3e3e">TMS320LF2407-p.htm" target="_blank" title="TMS320LF2407貨源和PDF資料">TMS320LF2407自帶有CAN控制器,所以這里就不用加控制器。

3.1測(cè)控模塊硬件設(shè)計(jì) 　　

智能結(jié)點(diǎn)包括信號(hào)采集、信號(hào)處理及信號(hào)傳輸三大部分,根據(jù)所選用的微處理芯片所帶的外圍接口的不同,整個(gè)智能結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)有所不同。本系統(tǒng)所選用的TMS320LF2407-p.htm" target="_blank" title="TMS320LF2407貨源和PDF資料">TMS320LF2407帶有豐富的外圍接口,所以整個(gè)智能結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,系統(tǒng)的可靠性極強(qiáng)。以TMS320LF2407-p.htm" target="_blank" title="TMS320LF2407貨源和PDF資料">TMS320LF2407為核心的智能結(jié)點(diǎn)電路包括以下部分:電源電路、時(shí)鐘復(fù)位電路、CAN總線接口電路、信號(hào)調(diào)理部分及外擴(kuò)存儲(chǔ)電路,其結(jié)構(gòu)框圖如圖3: