CAN總線(xiàn)在組合機床電控系統通信中的應用

● 波特率設置的編程

CAN總線(xiàn)的傳輸速率與兩個(gè)節點(diǎn)之間最大距離有關(guān)，如表1所示。表中還同時(shí)給出了LF2407A的可編程位定時(shí)器的數值。這些值還與LF2407A的主時(shí)鐘頻率有關(guān)，表中的數值是在主時(shí)鐘頻率為16MHz下得到的，一般地可以按下面的公式計算位速率。

波特率=ICLK/[(BRP+1)+BitTime]

其中ICLK為DSP的系統頻率，BRP由總線(xiàn)時(shí)序寄存器0(BTR0)決定。

BitTime=(TSEG1+1)+(TSEG2)+1

其中TSEG1和TSEG2由總線(xiàn)時(shí)序寄存器1(BTR1)決定。

● 幀結構設計

按照CAN2.0規范，CAN總線(xiàn)上傳送的報文由3～11個(gè)字節組成，其中包含3個(gè)字節的控制字節和0～8個(gè)數據字節，見(jiàn)表2。

其中，方向位決定一半的優(yōu)先級，而剩余的優(yōu)先級由節點(diǎn)地址決定，低地址優(yōu)先級為高。當方向位為“1”時(shí)，地址域是源節點(diǎn)地址(從節點(diǎn)到主節點(diǎn))，優(yōu)先級由地址決定；當方向位為“0”時(shí)，地址域是目標節點(diǎn)地址(主節點(diǎn)到從節點(diǎn))，優(yōu)先級由地址決定。類(lèi)型的三個(gè)比特可以有多個(gè)取值，10×為單幀(廣播)，111為非結束多幀(廣播)，110為結束多幀(廣播)，00×為單幀(點(diǎn)對點(diǎn))，011為非結束多幀(點(diǎn)對點(diǎn))，010為結束多幀(點(diǎn)對點(diǎn))。每幀字節數用五個(gè)比特表示。忙信號位表示主節點(diǎn)正在與某一從節點(diǎn)通信，如果有另外從節點(diǎn)提出與主節點(diǎn)通信的要求時(shí)，主節點(diǎn)就向此從節點(diǎn)發(fā)出忙反饋信號，通知此節點(diǎn)稍后再與主節點(diǎn)通信，否則，從節點(diǎn)會(huì )連續向主節點(diǎn)提出通信請求，如果一直未收到任何響應，此節點(diǎn)會(huì )發(fā)出報警信息，從而會(huì )造成通信系統的誤操作?？刂泼畋硎驹搸鶄魉拖⒌木唧w意義，可對各個(gè)消息(如測量、調整、控制等)編碼，實(shí)現模塊間的信息交換以及對外界的安全保密。系統的軟件

● 主控節點(diǎn)的確認

為了使連接在一起的組合機床電控單元模塊能夠協(xié)調工作，在所有入網(wǎng)的模塊中動(dòng)態(tài)地確立一個(gè)主模塊。所有非主模塊的數據基準取自主模塊。為了適應模塊熱插拔的要求，并避免主模塊故障導致系統的工作失常，主模塊是動(dòng)態(tài)確立的。每隔一定的時(shí)間間隔，各個(gè)模塊都要廣播一個(gè)“爭主”請求，如果有已經(jīng)確立的主模塊，則主模塊廣播一個(gè)“反對”應答，禁止其他模塊成為主模塊；如果尚未確立主模塊、或者已經(jīng)確立的主模塊因故障而不能發(fā)出“反對”應答，則發(fā)出“爭主”請求的模塊就可以成為新的主模塊。利用多主競爭的原則，在某一主機失效的情況下，由其他從機競爭成為主模塊，代替原有主機的地位，這樣的機制可以保證整個(gè)系統不會(huì )因為一臺通信主節點(diǎn)的癱瘓造成整個(gè)組合機床電控單元間通信系統的癱瘓。

● 監控主機的軟件

用一臺工控機作為監控機，通過(guò)適配卡與CAN連接。在監控機上用VB6.0編寫(xiě)監控的操作軟件，并且把監控機作為局域網(wǎng)上的一臺操作服務(wù)器，用戶(hù)通過(guò)它可以對各個(gè)模塊進(jìn)行操作。

結束語(yǔ)

本文介紹了TI公司TMS320LF2407A芯片中內嵌CAN控制器的特點(diǎn),并在其基礎上把CAN總線(xiàn)技術(shù)應用在組合機床電控數據通信系統的設計與實(shí)現中，該系統主要采用了高性能的DSP芯片和適配卡，通過(guò)靈活的通信協(xié)議和接口的設計，使系統滿(mǎn)足CAN總線(xiàn)短突發(fā)、高實(shí)時(shí)性、高數據率的要求。此系統還可以應用到其他工業(yè)控制領(lǐng)域，具有廣泛的應用前景。

參考文獻

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