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CAN总线是一种能有效支持分布式控制系统的串行通信网络,一方面,其通信方式灵活,可实现多主方式工作,还可实现点对点、点对多点等多种数据收发方式;另一方面,他能在相对较大的距离间进行较高位速率的数据通信,例如在3.3 km的距离内其传输速率可达20 kb/s。我们的系统是由上位机对多台并列的单电源控制系统进行控制管理,单电源的间距在100 m左右,且其必须置于较高的位置,系统之间要进行快速的数据传输,CAN总线能很好的满足该系统的要求。
1 系统总体结构
图1是该集散电源控制系统的结构示意图。
本系统用的是C51单片机,外接CAN控制器SJA1000,他对下面多台下位机传送控制定值,并且在收集下位机送来数据后对其进行分析计算以改变定值。节点CAN1~CAN31(最多可有31台)为各单电源的控制部分,我们采用的是TI公司的TMS320LF2407芯片做主控,其上集成有CAN控制器模块。
其中:CAN0节点是上位机。
2 LF2407及其集成CAN控制模块介绍
LF2407是TI公司推出的定点DSP处理器,他采用高性能静态CMOS技术,供电电压为3.3 V,指令周期可达25 ns,其上集成了包括CAN控制器在内的多个外围模块及存储器,适用于电机及逆变电路的控制。
CAN控制器模块是集成于LF2407中的一个16位外设模块。该模块具有以下特性:
(1)支持CAN2.0B协议,支持标准标识符(11位)及扩展标识符(29位),支持数据帧与远程帧。
(2)配置有6个邮箱,2个接收(0,1号),2个发送(4,5号),2个可配置(3,4号);每个邮箱数据长度为8 B。接收邮箱可进行标识符屏蔽。当标识符位被屏蔽时,在接收数据帧时无须对该位标识符进行校验。
(3)具有可编程的位定时器、中断服务和CAN总线唤醒功能。
(4)能自动回复远程请求,当发送错误或数据丢失时,有自动重发功能。 每个邮箱寄存器包含7个字的信息,与各功能模块控制寄存器相类似,LF2407为其分配了固定的数据存储器地址,例如邮箱0,其寄存器分配如下:
MBX0A~D(4个字的存储空间)地址:7204~7207其中:标识符(按29位设置)在MSGIDnH
的后13位和MSGIDnL中。
3 硬件电路设计及调试
在设计LF2407的CAN通信电路时应注意一个问题,即2407的供电电压为3.3 V,其CAN控制模块输出的高电平也只有3.3 V,与CAN驱动器PCA80C250电平(5 V)不兼容,在设计电路时加隔离光耦时要加以注意。图2所示为下位机侧的CAN通信原理图。
由于TX的输出光耦采用的是射极输出方式,我们的输出光耦应采用6N136(137由于其结构原因不能满足要求),图3是我们进行数据发送时测试得到的R42两端的电压波形(输出10101010…)
由我们对CAN通信控制器的位配置寄存器BCR1的设置可知,每一位数据所占的时间段中,我们的采样点在70%的时间点,在这一点的输出电压必须在额定高低电平的设定值范围内。我们选定R42=5 kΩ,得到以上波形,满足采样点处高电平≥3.5 V,低电平≤1.5 V。
HONEYWELL FC-SDIL-1608
HONEYWELL FC-TSDO-0824
HONEYWELL CC-TFB811
HONEYWELL FC-SDO-0824
HONEYWELL FC-PSU-240516
HONEYWELL 51199406-200
HONEYWELL FC-TPSU-2430
HONEYWELL CC-TFB811
HONEYWELL FC-IOCHAS-0001R
HONEYWELL FC-IOCHAS-0001S
HONEYWELL FS-SICC-0001/L20
REXA MSK133D-0202-SA-S3-EG0-NPNN
REXA MSK101E-0200-NN-S1-AG0-NNNN
EATON XV-363-57-C00-A00-1B
REXROTH MKD093C-058-GG0-AF
KOLLMORGEN S20330-SRS
KOLLMORGEN S20330-VTS
EMERSON PR9268/201-000
HONEYWELL FC-SAI-1620M
REXROTH MSK076C-0450-NN-M2-UG1-RNNK
B&R 8MSA4M.E3-86
HONEYWELL FC-SAI-1620M
PROSOFT ILX56-PBM
EATON XV-440-10TVB-1-20
REXROTH MKD093C-058-GG0-AF
WOODWARD 8200-507
KYMA KDU-210
ELAU C400/A8/1/1/1/00
KEBA CP-263/X
AMAT 0100-71311
AMAT 0100-00396
AMAT D0100-76124
GE 04240FD11234A
ABB S-113N 3BHB018008R0101
ABB S-093H 3BHB030478R0309
EMERSON 1X01046H01L
ELAU SH100/40080/0/0/00/00/00/00/00
ABB UAD209A106 3BHE020174R0106
HONEYWELL 900C30-0460
ABB DATX100 3ASC25H208
ABB DAPC100 3ASC25H203
Rolls-Royce RRVIO8
Rolls-Royce RRWRC01
WOODWARD 9905-969
WOODWARD 9905-970
EMERSON PR9268/301-000
ABB SDCS-PIN-205B
HONEYWELL TC-CCN014
EMERSON PR6424/010-140
EATON XV-440-10TVB-1-50
REXROTH MKD071B-061-KG1-KN
EATON XVH-340-57MPI-1-13
PROSOFT MVI56E-SIE
ABB UNITROL1000
ABB CI856K01
ABB IMAS011
KOLLMORGEN AKM42G-ANCN2-00
PROSOFT MVI56E-SIE
Rolls-Royce H1127.0101
REXROTH MSK076C-0300-NN-S1-UP1-NNNN
GE IS210BAPAH1A
GE HE559DIM610C
GE HE559DIM710B
ABB LTC743CE 3BHE013299R0001
KOLLMORGEN AKM41E-ACCNR-00
KOLLMORGEN AKM42E-ACCNR-00
GE IC695CNM001
ABB UUD148AE02 3BHE014185R0002
AMAT E11292270
PROSOFT MVI56E-MCM
PROSOFT MVI56-MCM