1 引言 　　

用計算機或微控制器通過一種或多種總線方式,實現(xiàn)與現(xiàn)場各種設(shè)備的通信,并通過總線實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備進行必要控制的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)稱為底層測控通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),簡稱底層測控網(wǎng)絡(luò)。本文是針對數(shù)控系統(tǒng)方面來展開研究的,提出了一種基于CAN總線的數(shù)控系統(tǒng)底層測控網(wǎng)絡(luò), 現(xiàn)場設(shè)備就是數(shù)控機床等數(shù)控設(shè)備。

2 CAN總線的基本工作原理 　　

CAN總線的拓撲結(jié)構(gòu)是一個典型的串行總線的結(jié)構(gòu)形式。CAN總線中一個節(jié)點發(fā)送信息,多個節(jié)點接收信息;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文的工作方式。也就是說加入或撤銷節(jié)點設(shè)備都不會影響網(wǎng)絡(luò)的工作,十分適用于控制系統(tǒng)要求快速、可靠、簡明的特點。CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。CAN采用了CRC校驗并可提供相應的錯誤處理功能,保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。為了清楚地說明數(shù)控系統(tǒng)遠程測控儀的工作原理,我們以結(jié)構(gòu)方框圖的形式表示如圖1所示。輸入信號來自于數(shù)控機床電機編碼器的光電編碼器,輸出信號可以去伺服驅(qū)動或控制其它需要的信號,下面是它的工作原理:

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

由伺服電機編碼器的脈沖輸出信號進入測控儀的輸入端,后經(jīng)計數(shù)器濾波、倍頻、鑒相、計數(shù)等;微處理器對采來的數(shù)據(jù)進行一定較簡單處理,再轉(zhuǎn)發(fā)到CAN控制器的緩存器里面;時機成熟CAN控制器再進一步發(fā)給CAN收發(fā)器（驅(qū)動）,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)點的收發(fā)器、CAN控制器;總管CAN節(jié)點充當網(wǎng)關(guān)的作用,把底層CAN節(jié)點的數(shù)據(jù)取出來以便自己或其它對其進行進一步的復雜分析處理,相反上面來的數(shù)據(jù)依照同樣的道理可以通過CAN網(wǎng)關(guān)下傳到底層的CAN節(jié)點。就這樣底層和中間層進行了數(shù)據(jù)信息的交流。底層的CAN節(jié)點也可以接受CAN總管節(jié)點發(fā)來的信息,通過輸出信號通道把命令傳給相應的接口電路、伺服系統(tǒng),以便對數(shù)控設(shè)備進行控制。

3 基于DSP的CAN測控儀的設(shè)計與開發(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。基于DSP的CAN測控儀的系統(tǒng)原理框圖如圖2所示:

圖2 基于DSP的CAN測控儀的系統(tǒng)原理框圖 　　

DSP用的CPU用TI公司的2000系列的TMs320LF2407實現(xiàn),光電隔離用6N137實現(xiàn),CAN驅(qū)動器用PCA820C250實現(xiàn)。因為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測控模塊硬件設(shè)計 　　

智能結(jié)點包括信號采集、信號處理及信號傳輸三大部分,根據(jù)所選用的微處理芯片所帶的外圍接口的不同,整個智能結(jié)點的結(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,所以整個智能結(jié)點結(jié)構(gòu)簡潔,系統(tǒng)的可靠性極強。以TMS320LF2407-p.htm" target="_blank" title="TMS320LF2407貨源和PDF資料">TMS320LF2407為核心的智能結(jié)點電路包括以下部分:電源電路、時鐘復位電路、CAN總線接口電路、信號調(diào)理部分及外擴存儲電路,其結(jié)構(gòu)框圖如圖3: