DSP-LF2407A和CAN總線組成的分布式電機(jī)控制系統(tǒng)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)為一個(gè)基于分布式現(xiàn)場總線CAN總線進(jìn)行通訊，以DSP為微控制器的電機(jī)控制系統(tǒng)。為一個(gè)具有DSP的高速處理能力和CAN總線通信的高性能和高可靠性的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來的分布式工業(yè)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主體分為兩部分：其一執(zhí)行部件：LF2407-A控制電機(jī)動(dòng)作；其二為網(wǎng)絡(luò)通訊：CAN實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)控通信。

節(jié)點(diǎn) 1 節(jié)點(diǎn)

圖 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要可分為三層：第一層、PC機(jī)與CAN總線接口層----實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與CAN通訊總線之間的可視化操作控制，以PC-CAN----智能型CAN總線通訊適配卡實(shí)現(xiàn)；第二層、CAN總線與DSP控制器LF2407接口層----實(shí)現(xiàn)CAN總線和LF2407-A板的CAN控制器的物理接口和通訊；第三層、LF2407的I/O口與步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)接口----實(shí)現(xiàn)對LF2407-A板的電氣隔離保護(hù)和步進(jìn)電機(jī)的大電流驅(qū)動(dòng)，完成電機(jī)的實(shí)際動(dòng)作。

PC機(jī)作為該系統(tǒng)的上位機(jī)，有效的利用PC機(jī)計(jì)算能力強(qiáng)、容量大、人機(jī)界面良好的優(yōu)點(diǎn)。PC-CAN是具有高性能價(jià)格比的智能CAN總線通訊適配卡，它使PC機(jī)方便的連接到CAN總線上，實(shí)現(xiàn)CAN總線與主機(jī)PC的高速數(shù)據(jù)交換。PC-CAN上自帶光電隔離，保護(hù)PC機(jī)避免由于地環(huán)流的損壞，增強(qiáng)系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中使用的可靠性。

PCA82C250: 為LF2407內(nèi)嵌式CAN 控制器與CAN 總線的接口收發(fā)器。8腳，高速，可達(dá)1Mbps傳輸速率。它提供了對CAN總線的差動(dòng)發(fā)送能力以及對CAN控制器的差動(dòng)接收能力。

圖5 DSP 2407－A與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口

驅(qū)動(dòng)電路接口實(shí)現(xiàn)了DSP芯片與步進(jìn)電機(jī)之間的電氣隔離，保護(hù)了DSP芯片的安全性，又完成了從DSP輸出弱電流（不足10mA）到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所需的大電流（+1.5A）的轉(zhuǎn)換，提供電機(jī)所需驅(qū)動(dòng)電流。其中，TLP521為DSP與步進(jìn)電機(jī)之間的光電隔離耦合器，它起了電平隔離作用，保護(hù)了DSP芯片，又完成了信號轉(zhuǎn)換。RIF530 為VMOS管，是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流開關(guān)。

CAN 總線物理層：CAN 的物理鏈接通信介質(zhì)可采用雙絞線、同軸電纜或光纖。采用非破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的總線仲裁方式。在本系統(tǒng)中，以雙絞線作為通信介質(zhì)。