基于CAN總線(xiàn)的電梯主控系統軟硬件設計

　　由于LPC2294 的144 腳封裝、極低的功耗、多個(gè)32 位定時(shí)器、8 路10 位ADC、4 路CAN、PWM 通道以及多達9 個(gè)外部中斷使它們適用于汽車(chē)、工業(yè)控制應用以及醫療系統和容錯維護總線(xiàn)。LPC2294 包含至少76（使用了外部存儲器）~至多112（單片）個(gè)GPIO口。由于內置了高速的串行通信接口，它們也非常適合于通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉換器以及其它各種類(lèi)型的應用。

　　2.2 CAN 模塊電路

　　在電梯控制系統中，往往是一棟大樓中使用多臺電梯構建一個(gè)由多臺電梯組成的群控系統。在一臺電梯控制系統內部主控系統要與轎廂板、外召板之間進(jìn)行通信；在各電梯之間由群控板負責收集各臺電梯運行狀態(tài)和電梯負載量然后根據相應的算法進(jìn)行派梯，這樣就使得控制系統中的通信壓力較大。由于LPC2294 內部帶有4 路CAN 控制器，使得該處理器很適合應用于電梯控制系統中。

　　各路CAN模塊電路基本一致，從微控制器中CAN控制器上引出輸入/輸出引腳RD/TD 到CAN 收發(fā)器TJA1050 相應的管腳上。為了減少終端反射對系統的影響，需要在每路CAN 總線(xiàn)的兩最遠端各加上120Ω的終端電阻。從通信角度看，電梯控制系統的設計是以主控系統為中心的CAN 通信系統的設計，因而在主控系統在設計的時(shí)，給每條CAN 總線(xiàn)的CANH 和CANL 之間添加上了120Ω的終端電阻是必要的。另外由于系統中的供電采用的是24V 的標準工業(yè)用電，而這非電子元器件的承受電壓范圍，因而避免在工程施工中接線(xiàn)錯誤對系統致命破壞，設計的時(shí)候在CANH 和CANL 口線(xiàn)上添加了TVS 管。如圖3 所示。

　　圖3 CAN 模塊電路。

　　CANH 和CANL 輸出到GND 的匹配電容C1 和C2 經(jīng)常被用于提高抗電磁干擾的性能。相應噪聲源的阻抗和CANH 和CANL 對地的電容組成了一個(gè)RC低通濾波器，在抗干擾的性能的問(wèn)題上電容的值應該盡可能大，才能獲得低的角頻率。另一方面輸出級的整個(gè)電容負載和阻抗為數據信號建立了一個(gè)低通濾波器。因此相關(guān)的角頻率要比數據傳輸頻率高。這使電容值必須由節點(diǎn)的數量和數據傳輸頻率決定。當TJA1050 的輸出級阻抗大約是20Ω，總線(xiàn)系統有10個(gè)節點(diǎn)，速度是500kbit/s 則電容的值不應該超過(guò)470pF.

　　2.3 光耦輸入電路

　　在電梯電氣控制系統中主控系統為了電梯不發(fā)生安全事故，安全穩定地運行，因此要實(shí)時(shí)地從電梯安全保護系統中采集電梯井道信號。對于實(shí)時(shí)性要求非常高的輸入開(kāi)關(guān)量直接通過(guò)光耦輸入到主控系統，如開(kāi)/關(guān)門(mén)限位、上/下強減、上/下限位、光幕、門(mén)鎖、抱閘反饋等開(kāi)關(guān)量信號。另外為了減小輸入信號對微控制器的影響，在微控制器端對這些開(kāi)關(guān)量信號，采用了光耦隔離其電路原理圖如圖4 所示。

　　圖4 光耦輸入電路。

　　當然部分的對實(shí)時(shí)信號要求不是特別高的輸入信號如消防、鎖梯、直駛、滿(mǎn)載、超載等，可以通過(guò)轎廂板或者外召板以同樣的方式采集，然后通過(guò)CAN 總線(xiàn)傳遞給主控制系統。

　　2.4 繼電器輸出電路

　　在電梯的輸出模塊中，為了減小外部電路對微控制器系統的影響，采用了以2803 驅動(dòng)繼電器的開(kāi)關(guān)量輸出形式。如主輸出、開(kāi)/關(guān)門(mén)輸出、抱閘輸出、蜂鳴器、到站鐘、電源管理、鎖梯輔助、消防基站、超載指示、上行/下行指示。對于電梯中輸出信號，與輸入信號類(lèi)似可以通過(guò)CAN 總線(xiàn)把信號傳遞給轎廂板或者外召板，然后采用以相同繼電器輸出形式輸出。

2.5 其他模塊