多視覺(jué)傳感器CAN總線(xiàn)檢測系統的設計

傳感器節點(diǎn)的CAN總線(xiàn)軟件設計

傳感器節點(diǎn)的CAN 總線(xiàn)軟件設計主要包括三個(gè)部分： CAN 節點(diǎn)初始化、報文發(fā)送和報文接收。CAN 節點(diǎn)的通訊實(shí)質(zhì)上就是對CAN 控制器內部各寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)，由于這些寄存器或發(fā)送、接收緩沖器均有確定的地址，CPU 可通過(guò)外設訪(fǎng)問(wèn)指令對它們進(jìn)行讀寫(xiě)操作。CAN 總線(xiàn)通訊的成功與否重點(diǎn)是SJA1000 的初始化設置，初始化程序通過(guò)將CAN 控制器的寄存器寫(xiě)入控制字，確定CAN 的工作方式。用P89C668 的P217 作為片選信號與SJA1000 的CS引腳相連，SJA1000 的片內寄存器和P89C668 單片機寄存器是重疊編址的，因此SJA1000 寄存器尋址時(shí)要定義成片外RAM 尋址。

由于視覺(jué)傳感器檢測系統要進(jìn)行的視覺(jué)檢測任務(wù)多為在線(xiàn)檢測，實(shí)時(shí)性要求較強，這里各傳感器節點(diǎn)采用中斷接收方式接收上位機的控制命令，節點(diǎn)初始化后，當收到上位機發(fā)出的一幀信息后，判斷其報文標志符是否符合自己的接收代碼寄存器和驗收屏蔽寄存器的設置，若不符則不接收，若通過(guò)則確認為本節點(diǎn)應收信息后裝入接收緩沖器，SJA1000 的INT 腳會(huì )產(chǎn)生中斷信號，該信號連接到單片機P89C668 的外部中斷0 引腳，在外部中斷0中斷處理程序執行如圖5 所示的程序流程，讀出接收緩沖器的數據并保存在RAM 中，并啟動(dòng)本視覺(jué)傳感器節點(diǎn)進(jìn)行測量。

系統中發(fā)送報文采用查詢(xún)方式，傳感器節點(diǎn)在收到主控機的數據請求命令后發(fā)送數據，發(fā)送模塊首先進(jìn)行狀態(tài)查詢(xún)，判定總線(xiàn)是否空閑，如空閑，則將目的節點(diǎn)地址寫(xiě)入發(fā)送標志符寄存器，數據寫(xiě)入發(fā)送緩沖器，完成一幀CAN 信息發(fā)送。若同時(shí)有多個(gè)節點(diǎn)都向總線(xiàn)發(fā)送報文，且都符合驗收濾波器的設置，則報文標識碼的二進(jìn)值越低的報文優(yōu)先級越高，從而在總線(xiàn)仲裁過(guò)程中首先占據總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)的優(yōu)先權。系統軟件采用Keil C51 語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)，具有模塊化功能強且簡(jiǎn)潔易讀等特點(diǎn)。CAN 控制器的發(fā)送緩沖區被分為描述符區和數據區兩部分，描述符區的第一個(gè)字節是幀信息字節，它說(shuō)明了幀格式(標準幀或擴展幀) 、遠程幀或數據幀和數據的長(cháng)度，擴展幀有四個(gè)字節的標志符，數據區最多長(cháng)八個(gè)數據字節，存有實(shí)際要發(fā)送的數據。本例中只用到前兩個(gè)數據，第一個(gè)表示傳感器地址，第二個(gè)字節表示選擇傳感器里的兩路攝像機中的哪一路采集圖像。

CAN 節點(diǎn)之間通訊成功的另一個(gè)關(guān)鍵是波特率的設置，不僅CAN 總線(xiàn)上的各下位機節點(diǎn)要設置相同的波特率，總線(xiàn)與上位PC 機相連的USBCAN 接口卡也要有相同的波特率，這樣才能保證通訊暢通。由于USBCAN 接口卡內的CAN 控制器SJA1000 用的是16MHz 的晶振，而各傳感器節點(diǎn)內的SJA1000與P89C668 使用12MHz 的晶振，因此對于不同的通訊速率一定要計算出兩種晶振都相一致的總線(xiàn)時(shí)序寄存器BTR0 、BTR1 來(lái)設置總線(xiàn)波特率。本例中使用400kbps 作為總線(xiàn)通訊的波特率，效果很好。

結束語(yǔ)

本文主要著(zhù)重于多視覺(jué)傳感器控制系統的設計研究。鑒于CAN 網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)良性能，能夠快速、可靠地交換信息，特別適合多通訊節點(diǎn)的互連，形成多主機控制器局部網(wǎng)，實(shí)驗表明控制系統能做到各個(gè)視覺(jué)傳感器的快速切換傳輸視頻圖像，且切換時(shí)圖像抖動(dòng)小，效果好。該系統具有較好的網(wǎng)絡(luò )擴展能力，在系統工作過(guò)程中靈活地增減一些傳感器節點(diǎn)不會(huì )影響系統工作，只需對主控軟件進(jìn)行少量修改即可。本控制系統的另一個(gè)特點(diǎn)是：傳感器的照明燈的電源功率大小可以由計算機通過(guò)CAN 總線(xiàn)由傳感器控制單元自動(dòng)調節，以適應現場(chǎng)環(huán)境光強的變化。本文所設計的多視覺(jué)傳感器測控系統，可以廣泛用于各種工業(yè)現場(chǎng)實(shí)時(shí)在線(xiàn)視覺(jué)測量系統中。