基于CAN總線的步進電機多機控制系統(tǒng)的設計

　　3.2 can節(jié)點模塊電路的設計

　　can節(jié)點模塊的can接口部分與usb-can接口轉換模塊的can接口部分的電路設計是一樣的，如圖3所示。單片機把接收到的數(shù)據(jù)處理之后，從p1.0、p1.1表現(xiàn)出來，分別輸出電機轉動方向信號和頻率及個數(shù)一定的pwm脈沖信號提供給電機驅動器，實現(xiàn)電機的控制。為了提高抗干擾能力，加光電隔離器tlp5621，因為輸出的數(shù)字信號頻率不是很高，tlp5621的轉換時間已滿足要求。為了電機運行的安全性，可在電機負載周圍合適的位置設置兩個機械急停按鈕，負載發(fā)生故障時按下按鈕，通知單片機停止pwm輸出，實現(xiàn)電機故障急停。

圖3 can節(jié)點模塊電路原理圖

4 軟件設計方案

　　4.1 通信協(xié)議

　　pc機客戶端應用軟件發(fā)送相應的控制命令后，利用計算機應用層提供的ch372接口協(xié)議，usb端口會依次向下發(fā)送一個或多個雙字節(jié)的數(shù)據(jù)信息，兩個模塊中的單片機處理各自接收到的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電機控制。每一個雙字節(jié)數(shù)據(jù)位的定義如下：

　　(1)電機選擇：每一個不同的高字節(jié)數(shù)據(jù)和各個can節(jié)點的sja1000中的驗收代碼寄存器的值一一對應，可以使低字節(jié)的控制命令準確的到達對應的電機驅動器。

　　(2) 電機啟停選擇：1為啟動，0為停止。

　　(3) 電機正反轉選擇：1為正轉，0為反轉。

　　(4) 電機速度選擇：從00到11分別設有四個檔位的速度。通過改變脈沖周期改變速度。

　　(5) 電機行程選擇：從0000到1111分別代表十六個不同行程的脈沖數(shù)。

　　4.2 軟件流程

　　pc機發(fā)送的每一個雙字節(jié)數(shù)據(jù)都是先發(fā)高字節(jié)，后發(fā)低字節(jié)，usb總線接口芯片ch372選用單向數(shù)據(jù)流通訊方式，接收完數(shù)據(jù)塊后，以外部中斷請求方式通知單片機接收數(shù)據(jù)，單片機應答后進入中斷服務程序，把接收到第一個雙字節(jié)數(shù)據(jù)的高字節(jié)寫入正處在復位模式的can控制器sja-1000的數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)的標識碼字節(jié)1的地址，低字節(jié)寫入can控制器sja1000的數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)的tx數(shù)據(jù)1的地址，can控制器sja1000由復位模式進入工作模式，并發(fā)送數(shù)據(jù)到can總線，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢并對方收到后，can控制器回到復位狀態(tài)，把接收到的下一雙字節(jié)數(shù)據(jù)的高字節(jié)寫入正處在復位模式的can控制器sja1000的數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)的標識碼字節(jié)1的地址，低字節(jié)寫入can控制器sja1000的數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)的tx數(shù)據(jù)1的地址，can控制器sja1000由復位模式重新進入工作模式，并發(fā)送數(shù)據(jù)到can總線……，直到讀到的ch372緩沖區(qū)中所有數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，單片機退出中斷，等待下一次中斷。圖4為轉換模塊程序流程。

　　在can節(jié)點模塊數(shù)據(jù)接收端，單片機接收到saj1000緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)后，通知對方收到數(shù)據(jù)并清空sja1000接收緩沖區(qū)，然后進行數(shù)據(jù)處理，通過單片機i/o口控制電機動作，數(shù)據(jù)處理完后，準備下次數(shù)據(jù)接收。圖5為can節(jié)點模塊流程。