CAN總線(xiàn)在中央空調控制系統中的應用

它提供了上位微機和CAN總線(xiàn)的接口，采用高性能的嵌入式微處理器80C188、CAN總線(xiàn)控制器82C200和CAN總線(xiàn)收發(fā)器82C250負責數據交換和通信處理。82C200是PHILIPS公司的產(chǎn)品，可完成物理層和數據鏈路層的所有功能。電子控制單元(ECU)的應用層由微處理器提供，82C200為其提供一個(gè)多用途的接口。雙口RAM IDT7130作為PC機與CAN總線(xiàn)控制器的數據共享區，可提供兩路相互獨立的端口，每個(gè)端口均有各自的地址線(xiàn)、數據線(xiàn)和控制線(xiàn)，并且具有兩套相互獨立的中斷邏輯來(lái)實(shí)現兩個(gè)CPU之間的握手控制信號。通過(guò)軟硬件設置將雙口RAM映射成PC機的物理內存，使收發(fā)數據相當于直接向內存讀寫(xiě)數據，從而提高了數據交換速率，并保證兩個(gè)CPU同時(shí)對同一內存單元進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)數據的正確性。

此外，智能CAN總線(xiàn)通信適配卡還具有中斷選擇、主存基地址選擇、LED指示系統狀態(tài)及CAN收發(fā)狀態(tài)等功能。系統工作時(shí)，上位機將控制命令經(jīng)ISA總線(xiàn)發(fā)送至智能CAN總線(xiàn)通信適配卡，經(jīng)驅動(dòng)電路寫(xiě)入雙口RAM，然后發(fā)出中斷信號。CAN通信控制器82C200收到中斷信號后，從雙口RAM中取出數據，并以CAN總線(xiàn)協(xié)議標準，經(jīng)輸出驅動(dòng)電路、光電隔離電路以及CAN總線(xiàn)收發(fā)器82C250發(fā)送至CAN總線(xiàn)，完成從上位機到單元控制器的數據交換。上位機接收數據的過(guò)程與發(fā)送命令的過(guò)程相似，但方向相反。

圖3為單元控制器電路的原理框圖。

圖中，微處理器采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機，CAN總線(xiàn)控制器選用SJA1000，CAN總線(xiàn)收發(fā)器仍選用82C250，控制CAN總線(xiàn)的數據交換。工作時(shí)，CAN總線(xiàn)控制器SJA1000從CAN總線(xiàn)接收上位機發(fā)出的命令和數據，以中斷方式通知CPU89C51。CPU收到中斷信號后，將SJA1000接收到的數據存入RAM中，并根據數據對I/O接口電路發(fā)出相應的命令，控制風(fēng)機機組、加濕器等執行部件進(jìn)行相應的操作。若上位機需要各單元狀態(tài)信息，則CPU啟動(dòng)數據采集程序，控制I/O接口電路對各個(gè)檢測點(diǎn)的數據進(jìn)行巡回檢測，并由CAN總線(xiàn)控制器發(fā)送至CAN總線(xiàn)，由上位機接收。I/O接口電路可提供８路數字量輸入、8路數字量輸出、16路模擬量輸入及4路模擬量輸出接口，用于接單元內各個(gè)檢測點(diǎn)和控制點(diǎn)。

硬件看門(mén)狗電路X25045用于系統監控，防止程序跑飛，并提供512字節EEPROM來(lái)保護重要的系統控制參數，提高了單元控制器的抗干擾能力。
數字顯示器可以顯示風(fēng)機的互回風(fēng)溫度、送風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度、變頻器頻率、風(fēng)門(mén)開(kāi)度、水閥開(kāi)度、報警信號的類(lèi)型及數量等系統狀態(tài)信息。小鍵盤(pán)用于修改設置參數、改變顯示類(lèi)型，從而使單元控制器在脫離上位機的情況下仍然可以完成控制功能。

3 軟件設計

系統軟件由上位機管理軟件和單元控制器控制軟件組成。上位機管理軟件是在Windows98操作平臺上，利用Visual Basic6.0開(kāi)發(fā)的，包括系統監控、通信管理、數據處理、控制命令、動(dòng)態(tài)顯示等模塊，具有界面友好、顯示直觀(guān)、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。系統運行時(shí)，各檢測點(diǎn)和控制點(diǎn)的位置以圖形方式形象地顯示在上位機顯示器上，檢測和控制數據在各自位置旁動(dòng)態(tài)顯示，操作者經(jīng)簡(jiǎn)單培訓即可對整個(gè)系統進(jìn)行控制。單元控制器控制軟件采用8051匯編語(yǔ)言編程，固化于89C51的EEPROM中，主要完成數據采集、數據通信、I/O接口控制、數字顯示控制等功能。根據各個(gè)季節對室內溫、濕度的不同要求，軟件中預先設置了不同季節的控制參數，并可通過(guò)小鍵盤(pán)隨時(shí)進(jìn)行修改。實(shí)際運行時(shí)，溫度控制精度達到±0.5℃，濕度控制精度達到±2%RH。

在中央空調控制系統上、下位機之間采用CAN總線(xiàn)進(jìn)行通信，可大大提高系統工作的可靠性、實(shí)時(shí)性及擴展性，實(shí)現高精度的溫度、濕度控制，具有廣闊的推廣應用前景。