電液伺服機構與CAN總線(xiàn)接口設計

　　2)A/D模塊

　　A/D模塊將導彈電液伺服機構位移檢測裝置輸出的反饋信號轉化為數字量以便于計算機進(jìn)行處理。系統的控制精度在很大程度上取決于檢測反饋裝置的精度。根據伺服機構的反饋參數和系統性能指標要求，本設計中采用美國AD公司生產(chǎn)的AD674A模數轉換芯片。它是一個(gè)12位逐次逼近型快速A/D轉換器，轉換速度最大為15微秒。AD674A片內配有三態(tài)輸出緩沖器電路，因而可以直接與各種典型的8位或16位處理器相連，而無(wú)須附加邏輯接口電路，且能與CMOS及TTL電平兼容。

　　3)處理器模塊

　　本設計中處理器采用PC/104嵌入式計算機，因為它具有很快的運算速度，所以它主要為接口提供高速的數據運算與處理功能，這些數據包括彈上計算機通過(guò)總線(xiàn)送來(lái)的控制數據和通過(guò)模數轉換模塊采集的位移檢測裝置的輸出量，處理器將它們進(jìn)行處理和綜合，形成輸出量來(lái)控制作動(dòng)筒的動(dòng)作。

　　4)雙向驅動(dòng)及時(shí)序控制模塊

　　CAN控制器SJA1000的地址總線(xiàn)和數據總線(xiàn)是按照INTEL的8位單片機總線(xiàn)規范設計的，與PC/104總線(xiàn)不能直接相連，中間要經(jīng)過(guò)雙向總線(xiàn)驅動(dòng)電路和時(shí)序轉換電路進(jìn)行兩種總線(xiàn)信號的切換，即將PC/104總線(xiàn)的數據總線(xiàn)和I/O地址總線(xiàn)經(jīng)過(guò)總線(xiàn)驅動(dòng)器和時(shí)序轉換變成SJA1000的數據/地址復用總線(xiàn)，這里邊有一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)序切換問(wèn)題?？刂瓶偩€(xiàn)的信號也要經(jīng)過(guò)相應的轉換才能驅動(dòng)總線(xiàn)控制器SJA1000。轉換電路原理框圖如圖3所示。

　　圖3中細實(shí)線(xiàn)表示數據線(xiàn)和地址線(xiàn)，粗實(shí)線(xiàn)表示控制線(xiàn)，細虛線(xiàn)表示片選信號。

　　在本設計中，數據總線(xiàn)和地址總線(xiàn)分別通過(guò)兩個(gè)八總線(xiàn)收發(fā)送器74HC245連接到CAN控制器SJA1000的數據、地址復用總線(xiàn)上。74HC245是8位的總線(xiàn)收發(fā)送器，具有三態(tài)輸出，可以進(jìn)行雙向的數據傳送。這中間用可編程邏輯芯片GAL16V8設計了一個(gè)時(shí)序控制邏輯電路，控制兩片74HC245的工作，進(jìn)行時(shí)序切換，并避免數據和地址產(chǎn)生可能的沖突。片選信號是由一片74H688產(chǎn)生的，74H688是一個(gè)8位的數值比較器/等值檢測器。通過(guò)波段開(kāi)關(guān)來(lái)設定I/O地址，用74HC688來(lái)比較PC/104總線(xiàn)上的地址信息和設定的I/O地址是否相同，如相同則對SJA1000產(chǎn)生片選信號?？刂瓶偩€(xiàn)的信號切換也是由可編程邏輯芯片GAL16V8來(lái)實(shí)現的。

　5)通信模塊

　　CAN總線(xiàn)通信模塊由CAN控制器SJA1000、光電隔離器6N137、CAN收發(fā)器82C250組成，如圖4所示。

　　a)SJA1000是PHILIP公司生產(chǎn)的標準CAN總線(xiàn)控制器，它在軟硬件設計上完全兼容基本CAN總線(xiàn)控制器PCA82C200，具有和它完全兼容的引腳和協(xié)議CAN2.0A，二者可以替換。另外，它還支持總線(xiàn)擴展協(xié)議集CAN2.0B。它有兩種工作模式：基本模式和擴展模式。在基本模式下，它有32個(gè)工作寄存器，而在擴展模式下，它有127個(gè)工作寄存器。本設計選用基本工作模式，即支持CAN2.0A協(xié)議。CAN控制器一方面具有與微控制器接口的功能，另一方面還能完成CAN通信協(xié)議所要求的全部功能。

　　b)82C250是CAN總線(xiàn)收發(fā)器，它是控制器和物理總線(xiàn)間的接口。CAN控制器的傳送和接收端不允許與總線(xiàn)直接相連，原因是：當網(wǎng)絡(luò )內某個(gè)節點(diǎn)未加電或發(fā)生故障時(shí)，將影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的正常工作。另外，若總線(xiàn)出現短路故障時(shí)，CAN控制器的輸出驅動(dòng)器有可能損壞。所以，在實(shí)現應用中必須在CAN控制器與總線(xiàn)之間設置一個(gè)接口電路。82C250能提供對總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送能力和對CAN控制器的差動(dòng)接收能力。82C250還具有很強的驅動(dòng)能力，能增大通信距離(最遠可達10Km)，可以進(jìn)行斜率控制以降低射頻干擾，具有瞬間抗干擾能力。它有三種工作模式：高速模式、斜率控制模式和待機模式。本設計中采用了斜率控制模式，通過(guò)在8引腳上接一個(gè)18歐姆的電阻來(lái)控制總線(xiàn)上的斜率。

　　c)6N137是一個(gè)TI公司生產(chǎn)的高速光電隔離器，它具有較高的速度，可以滿(mǎn)足系統的要求，采用光電隔離電路以后，總線(xiàn)驅動(dòng)器與總線(xiàn)控制器分別供電，隔斷了二者的電氣連接，進(jìn)一步提高了抗干擾性能。