基于DSP和CAN的電機(jī)同步控制系統(tǒng)與通信

2.3軟件實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)程序主要分為三部分：PC機(jī)人機(jī)交互程序、DS89C420作為CAN與PC機(jī)之間通信中介的程序、DSP作為CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和電機(jī)控制功能的程序。PC機(jī)人機(jī)交互軟件它以可視化界面顯示CAN網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)ID、控制命令、發(fā)送優(yōu)先級(jí)等。DS89C420的作用是將從CAN網(wǎng)絡(luò)上采集的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)，并把PC機(jī)傳過(guò)來(lái)得數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)上，它實(shí)現(xiàn)的功能類似于協(xié)議轉(zhuǎn)換。DSP完成的功能包括：根據(jù)PC機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的指令控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，以及將電機(jī)的相電流、運(yùn)行速度等信息分別通過(guò)LF2407A的片上A/D轉(zhuǎn)換器、正交脈沖編碼電路等得到；對(duì)電機(jī)的控制通過(guò)LF2407A的事件管理器模塊EVA、EVB輸出具有適當(dāng)占空比的PWM脈沖給大功率IGBT管來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.3.1主主通信
本設(shè)計(jì)為基于CAN總線的多主多從通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主節(jié)點(diǎn)可以是工程師站，也可以是副工程師站或其它操作站，由于控制的需要，主節(jié)點(diǎn)之間需要傳送一些數(shù)據(jù)。主―主通信的軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵是掌握好CAN控制器的初始化設(shè)置例如ID的設(shè)置，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。由于網(wǎng)卡具有接口函數(shù)庫(kù)及網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序，可以方便地進(jìn)行主―主通信。通信軟件已測(cè)試成功，通信界面采用VC編寫(xiě)，如圖4所示。

2.3.2主從通信
下面的程序是DSP平臺(tái)和上位機(jī)的通信，主節(jié)點(diǎn)CAN網(wǎng)卡中的CAN模塊初始化和發(fā)送子程序。調(diào)試過(guò)程中需要注意：通信節(jié)點(diǎn)的波特率要求一致；主從通信時(shí)要求CANMCR = 0x0480，使通信處于正常發(fā)送狀態(tài)；CANH與CANL之間連接終端負(fù)載電阻抗干擾。
void CANInit()
{ asm(SETCINTM ); /* 禁止中斷 */
IMR = IMR | 0x011; //使能CAN中斷
CANIMR = 0; //屏蔽所有中斷
CANIFR = 0xFFFF; //清除已掛號(hào)中斷
CANMCR = 0x0480; //CAN處于正常工作狀態(tài)
CANMCR = CANMCR | 0x1000;//設(shè)置CCR,改變配置請(qǐng)求;
While ( (CANGSR 0x0010) == 0 ){} //設(shè)置CCE,更改配置啟用;
CANBCR2 = 0x027; //設(shè)置波特率50Kbps
CANBCR1 = 0x005E;
CANMCR = CANMCR 0xEFFF;//清除CCR位;
While ( (CANGSR 0x0010) == 1 ){} //清除CCE，禁止對(duì)配置寄存器進(jìn)行操作;
CANMailBoxInit(); //初始化郵箱
asm(CLRCINTM );/* 開(kāi)中斷 */
CANTCR =0x0080;//發(fā)送5號(hào)郵箱內(nèi)容;
While ( (CANTCR 0x8000) == 0 ){}//發(fā)送成功 }
3 同步措施及實(shí)現(xiàn)
在對(duì)多電機(jī)的同步控制中，解決電機(jī)的實(shí)時(shí)性問(wèn)題十分重要。CAN總線具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播傳送數(shù)據(jù)的功能。雖然CAN總線的信息存取利用了廣播式的存取工作方式，信息可以在任何時(shí)候由任何節(jié)點(diǎn)發(fā)送到空閑的總線上，然后根據(jù)信息標(biāo)文符決定是否讀取信息包中的數(shù)據(jù)以判斷是否使用這一信息，但是由于各電機(jī)的實(shí)際情況不同，即使命令同時(shí)傳送到節(jié)點(diǎn)，實(shí)際命令的實(shí)施時(shí)間也不能得到保證。筆者認(rèn)為僅依靠CAN總線的廣播數(shù)據(jù)功能實(shí)現(xiàn)同步控制會(huì)產(chǎn)生誤差，可以通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)誤差較小的同步控制。采用兩次命令的方式，首先由主站給需要同步的從站用廣播的方式發(fā)送準(zhǔn)備命令和同步速度，主站確認(rèn)收到準(zhǔn)備好命令之后發(fā)送第二次具體的命令即啟動(dòng)同步命令。這樣可以使誤差相對(duì)減少。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文研究了基于CAN總線的多電機(jī)同步控制網(wǎng)絡(luò)的組成和通信實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)有效的將DSP的高速處理能力和CAN(Controller Area Network)總線的高性能、高可靠性結(jié)合起來(lái)，具有很高的使用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。以上代碼全部調(diào)試通過(guò)，實(shí)驗(yàn)證明適用于多臺(tái)電機(jī)串行通信的實(shí)際應(yīng)用以及可以根據(jù)實(shí)際的系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展和移植。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：電機(jī)同步控制措施的提出。