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采用CAN總線的工業(yè)自動化平臺

作者: 時間:2013-01-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

---系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)要求概述
---演示平臺意味著它應(yīng)當能夠展示如何通過控制幾種子系統(tǒng),所選子系統(tǒng)應(yīng)類似典型的工業(yè)或車載子系統(tǒng)。子系統(tǒng)分布在三個電子板上。
---由于許多DSP與微處理器都在向3.3V操作移植,因此將德州儀器(TI)的3.3V CAN組合到平臺中,從而顯示其如何與標準5V CAN進行互操作。由于這一點,該平臺既包括3.3V CAN,也包括5V CAN收發(fā)器。
---許多處理器都包括集成的CAN控制器。本演示選擇了三種處理器,覆蓋了低端控制(TMS320LF2406A)、高端控制(TMS320F2810)及普通微處理器(TMS470R1VF338——ARM7處理器)市場。
---要展示總線的仲裁工作情況,即多于一個節(jié)點需要同時向總線傳輸時總線如何反應(yīng),就要添加流量發(fā)生器以對總線加壓。
---本演示包括了以下子系統(tǒng):
---* 風扇/溫度控制。
---在溫度設(shè)定值發(fā)送至使用風扇控制目標溫度的溫度控制系統(tǒng)情況下,該系統(tǒng)將用做工業(yè)控制應(yīng)用的模型。舉例而言,它可以仿真HVAC系統(tǒng),也可以仿真任何在節(jié)點上根據(jù)另一節(jié)點的命令設(shè)定值進行本地控制的子系統(tǒng)。

---* 馬達控制
---該系統(tǒng)用于仿真流行的工業(yè)馬達控制應(yīng)用。此處的馬達速度和/或位置由上的遠程節(jié)點控制,而實際的馬達控制則由節(jié)點之一本地進行。
---* CAN總線訛誤器(corrupter)
---該系統(tǒng)允許向CAN總線注入各種故障,以顯示總線如何檢測錯誤并在錯誤移除時無故障恢復(fù)。
---* 總線負載因數(shù)控制
---該子系統(tǒng)產(chǎn)生額外的CAN總線流量。現(xiàn)有兩種流量發(fā)生器,第一種為額外流量,馬達速度決定其速率。第二種為完全基于微控制器的流量發(fā)生器。其目的在于用額外的流量進行總線加載,從而導(dǎo)致發(fā)生總線仲裁,以顯示CAN總線對高總線負載的強大可靠性。在高總線負載下,優(yōu)先級較低的數(shù)據(jù)包傳送延遲,而優(yōu)先級較高的數(shù)據(jù)包將使用總線。我們已設(shè)定平臺使之在低優(yōu)先級數(shù)據(jù)包延遲時給出音響提示。圖2是各種子系統(tǒng)及其分布。

---在總線上通信
---CAN總線處理器之間的通信由專門的CAN控制器處理,其作為每個處理器器件的一部分。上述控制器支持CAN協(xié)議的2.0B版本。雖然三個處理器之間的硬件相似,但可用的控制器有所不同,見表1。
---消息通過“郵箱”從處理器發(fā)送到處理器。這些郵箱經(jīng)過配置可接收或傳輸含確定消息標志符的消息。發(fā)送消息時,每個處理器的控制器參與確認消息已正確發(fā)送。隨后,如果消息標志符與郵箱的消息標志符相匹配,則存儲消息以備處理。如果不匹配,則放棄消息。
3.3V與5V的互操作性
---ISO 11898所描述的CAN物理層基本為5V系統(tǒng),使信號線偏置為2.5V。使用5V部分作為CAN收發(fā)器似乎很自然,這也是傳統(tǒng)的做法。但是,大多數(shù)電子系統(tǒng)都在向3.3V或更低的操作移植。理想的CAN收發(fā)器將允許采用3.3V電源的操作。TI提供一系列在3.3V上工作的CAN收發(fā)器(SN65HVD23x),但允許在傳統(tǒng)的5VCAN總線上工作。該平臺使用5V與3.3VCAN收發(fā)器的混合,顯示了兩種類型器件之間的互操作性。


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