基于CAN總線(xiàn)的平地機自動(dòng)找平系統設計

2 自動(dòng)找平系統總體設計
2．1 CAN總線(xiàn)簡(jiǎn)介
CAN(Controller Area Network)總線(xiàn)即控制器局域網(wǎng)，是應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一，主要用于監控各種過(guò)程設備。CAN總線(xiàn)作為一種多主方式的串行通訊總線(xiàn)，其基本設計規范要求高位速率和高抗電磁干擾性，而且能夠監測產(chǎn)生的任何錯誤，具有成本低、總線(xiàn)利用率高、數據傳輸距離遠(長(cháng)達10 km)、數據傳輸速率高(高達1 Mb／s)、可靠的錯誤處理和檢錯機制以及發(fā)送的信息遭到破壞后可自動(dòng)重發(fā)等特性；CAN總線(xiàn)作為一種技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能完善與成本合理的遠程網(wǎng)絡(luò )通訊控制方式，已廣泛應用于各個(gè)自動(dòng)化控制系統。因此，CAN總線(xiàn)具有不可比擬的優(yōu)越性。
2．2 系統總體結構
自動(dòng)找平系統可使平地機按照操作員預先設定的縱坡和橫坡值進(jìn)行自動(dòng)控制，從而使平地機自動(dòng)操作，保證平地機按照設定值精確平整路面。該控制系統包括橫坡、縱坡傳感器、比例閥組、操作界面以及控制器，如圖1所示。

其中橫坡、縱坡傳感器測量鏟刀的位置參數信息、比例閥組控制鏟刀油缸、操作界面用于設定系統參數、施丁參數及顯示鏟刀實(shí)時(shí)位置參數信息，而控制器則用于接收傳感器采集的實(shí)時(shí)信息。
傳感器及操作界面通過(guò)CAN總線(xiàn)與控制器相連，控制器的信號輸出端與比例閥組的信號輸入端相連，比例閥組與平地機的液壓系統相連。
2．3 系統工作腺理
采用縱坡傳感器和橫坡傳感器分別測量鏟刀的縱坡、橫坡值，將測量到的實(shí)時(shí)信息通過(guò)CAN總線(xiàn)傳送至控制器?？刂破鲗⑵渑c保存在系統中的設定值相比較，再將相應的PWM信號輸出到比例閥組。比例閥組控制鏟刀油缸進(jìn)行相應升降，從而保證系統按照設定的橫坡值及縱坡值精確施工。

3 系統硬件設計
3．1 系統組成原理及接口電路
基于CAN總線(xiàn)的單片機平地機自動(dòng)找平系統的組成原理如圖2所示，其中硬件設計的關(guān)鍵是單片機與總線(xiàn)之間的接口設計，具體接口電路設計如圖3所示。

數據采集點(diǎn)中的單片機通過(guò)輸入模塊采集模擬量和開(kāi)關(guān)量，并對其處理，傳輸至CAN控制器的發(fā)送緩沖區，然后啟動(dòng)CAN控制器發(fā)送命令，此時(shí)CAN控制器將自動(dòng)向總線(xiàn)發(fā)送數據，無(wú)需單片機干預。若系統中有多個(gè)CAN控制器同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送數據，則CAN控制器通過(guò)信息幀中的標識符進(jìn)行仲裁，標識符數值最小的CAN控制器優(yōu)先使用總線(xiàn)。當控制器執行節點(diǎn)中的CAN控制器監測到總線(xiàn)上有數據時(shí)，其自動(dòng)接收總線(xiàn)上的數據，并將該數據存入接收緩沖區，并向單片機發(fā)送接收中斷，啟動(dòng)單片機中斷接收程序，從CAN控制器的接收緩沖區讀取數據，并對其處理后通過(guò)輸出模塊輸出，從而控制被控對象。