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1、《现代电子技术》2009年第1期总第288期þ电子技术应用ü基于DSP交流伺服系统与CAN总线的通信设计12李自成,程善美(1.武汉工程大学电气信息学院湖北武汉430205;2.华中科技大学湖北武汉430074)摘要:介绍了CAN总线和TMS320LF2407A内嵌CAN控制器的特点,利用PCA82C250芯片作为物理接口实现了交流伺服系统与CAN总线的连接,并与带CAN卡的上位机进行通信,给出了系统的硬件接口电路,对伺服控制器内的系统软件和CAN通信软件进行了分析和设计。利用实验室开发出的交流伺服控制器与PC机通过CAN总线实现了数据的实时
2、通信,实验结果表明,利用DSP自带的CAN控制器可以方便地将单台伺服控制器构成为控制器局域网的一个智能节点。关键词:CAN总线;DSP;交流伺服系统;通信中图分类号:TP274文献标识码:B文章编号:1004-373X(2009)01-145-03CommunicationDesignofCANBusandACServoSystemBasedonDSP12LIZicheng,CHENGShanmei(1.SchoolofElectrical&InformationEngineering,WuhanInstituteofTechnology,W
3、uhan,430205,China;2.HuazhongUniversityofScience&Technology,Wuhan,430074,China)Abstract:ThecharacteristicsofCANbusandCANcontrollerofTMS320LF2407Aareproposedinthispaper.ACservo-systemisconnectedwithCANbusbyPCA82C250andcommunicatedwithhostcomputerbyCANcard.Thehardwareinterface
4、circuitispresented,andthedesignsofsystemsoftwareandCANcommunicationsoftwareareanalyzedrespectively.ExperimentalresultsshowthatsingleservocontrollercanbeconnectedwithCANbusasanintelligentnodeinacontrolnetwork.Keywords:CANbus;DSP;ACservosystem;communicationCAN是一种串行总线系统,特别适合用于
5、网络化器,在发送出错或仲裁时丢失数据的情况下,有自动重[1][10]的“智能”I/O设备中。CAN总线最初是由保时捷公发功能、可编程的位定时器和总线错误诊断功能。司开发的,主要在汽车上使用,由于其具有多主控协议、CAN控制器的内部结构图如图1所示。[2-4]实时能力、纠错功能和强抑噪功能。目前,为适应网络化的要求,交流伺服系统一般采用RS485总线扩[5]展通信接口。但RS485采用主从式的通信方式,实时性差,一旦主机通信出现故障,影响到整个系统的正常运行,特别是对于实时性和安全性要求都很高的交流[6]伺服系统来说,这是不允许的。现通过对DS
6、P芯片TMS320LF2407内嵌的CAN控制器分析,设计了基于DSP的下位机控制器与CAN总线的硬件接口和软件解决方案,实现了交流伺服控制器通过CAN接口卡与上位机的实时通信。1DSP的CAN控制器图1DSP的CAN控制器结构框图TI公司的低功耗、高速DSP芯片TMS320LF2407A工作过程如下:CAN控制器在接收信息时,先将要具有高速运算能力和高效控制能力。其内嵌的CAN接收信息标识符与相应接收邮箱的标识符进行比较,只[7-9]控制器是一个完全的CAN控制器,完全支持CAN有标识符相同的信息才能被接收;接收信息时,将数据210B协议,
7、它主要有以下特点:有6个邮箱,其数据长存入邮箱,标识符存入相应的寄存器;接收完成后,中断度为0～8B,其中接收邮箱有局域接收邮箱屏蔽寄存标志位被置位。CAN控制器在发送信息时,先将要发送的数据写入邮箱,再设置发送请求位,发送完成后发收稿日期:2008-06-26145工控技术李自成等:基于DSP交流伺服系统与CAN总线的通信设计送应答信号和中断标志位被置位,如果发送失败,发送电流检测采用两个30mΩ的采样电阻检测电机两邮箱将再次发送。相电流,另一相可由三相定子电流的对称性计算得到。先通过HCPL788J将小电流信号变换为电压信号,再2系统结构
8、经LM324进行放大滤波,变换为0～313V的单极性电使用CAN总线的交流伺服系统结构原理图,如压信号送到2407A的10位A/D单元进行转换。速度图2所示。检测采
