X射線(xiàn)檢測儀控制系統的設計
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2．1 共有模塊
2．1．1 微控制器(MCU)
X射線(xiàn)檢測儀控制系統各個(gè)單元在電路設計中都有一些共有模塊，其中4個(gè)單元都采用Infineon 16位微控制器系列中的XC164CS作為每個(gè)單元的控制芯片。Infineon系列微控制器在汽車(chē)助力轉向、發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火控制、車(chē)身控制以及汽車(chē)安全控制方面有廣泛的應用，適應在惡劣環(huán)境下工作，是汽車(chē)電子領(lǐng)域的主流高檔單片機品牌之一，并且現在也廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域，所以選用這款微控制器能提高控制系統的穩定性和抗干擾能力。
2．1．2 IO隔離
每個(gè)控制單元的MCU與外圍芯片之間都采用ADI公司iCoupler系列數字隔離器進(jìn)行數字隔離?；趇Coupler工藝的數字隔離器在集成度、性能、功耗、易用性和可靠性方面都要優(yōu)于光耦合器，高達到5 000 Vrms高壓隔離性能，并且iCoupler器件是配套齊全的器件，除了常用的旁路電容以外無(wú)需外部元件，同時(shí)能以較高的數據速率(達100 Mbps)和較短的傳播延遲(18 ns)比較快速地工作，它們還具有延長(cháng)的工作壽命，不存在LED的耗壞問(wèn)題。因此選用iCoupler系列數字隔離器作為IO數字隔離，能進(jìn)一步提高控制系統的穩定性和抗干擾能力。
2．1．3 CAN總線(xiàn)
CAN總線(xiàn)是一種有效支持分布式控制或實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò )。由于CAN總線(xiàn)具有通信速率高、開(kāi)放性好、報文短、糾錯能力強以及控制簡(jiǎn)單、擴展能力強、系統成本低等特點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，應用的領(lǐng)域也越來(lái)越廣。所以選用CAN總線(xiàn)作為整個(gè)控制系統的總線(xiàn)。
CAN節點(diǎn)一般采取CAN控制器或CAN接口芯片和總線(xiàn)驅動(dòng)器構成，具體有3種構成形式：1)獨立CAN通信控制器和驅動(dòng)器構成；2)帶控制功能的I／O器件和CAN驅動(dòng)器構成；3)帶在片CAN微控制器和CAN驅動(dòng)器構成。本系統采用第3種形式，有利于簡(jiǎn)化電路設計，在冗余設計時(shí)便于程序控制，如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/162223.htm
CAN冗余有完全冗余和部份冗余兩種。完全冗余就是雙控制器冗余：雙控制器+雙驅動(dòng)器+雙總線(xiàn)。部分冗余有兩種形式：1)雙驅動(dòng)器冗余：?jiǎn)慰刂破?模擬開(kāi)關(guān)+雙驅動(dòng)器+雙總線(xiàn)；2)雙總線(xiàn)冗余：?jiǎn)慰刂破?單驅動(dòng)器+模擬開(kāi)關(guān)+雙總線(xiàn)。而XC164CS采用了強大的增強的C166S V2內核架構并帶有TwinCAN模塊，其包含兩個(gè)可以獨立操作的CAN節點(diǎn)，完全能履行CAN2．0B規范，所以本系統采用部分冗余中的雙驅動(dòng)冗余，這樣的冗余設計增強了控制系統穩定性。
2．2 運動(dòng)控制單元
步進(jìn)電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構，可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數來(lái)控制角位移量，從而達到精確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機轉動(dòng)的速度和加速度，從而達到調速的目的。X射線(xiàn)檢測儀共有4個(gè)步進(jìn)電機，采用日本東方電機AS66AC步進(jìn)電機，分別控制載物臺的二維移動(dòng)、X射線(xiàn)管上下移動(dòng)、以及像增強器和X射線(xiàn)CCD成像器的上下移動(dòng)，它們是整個(gè)檢測系統的運動(dòng)完成單元，所以步進(jìn)電機的驅動(dòng)至關(guān)重要。
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