X射線檢測儀控制系統(tǒng)的設計
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2．1 共有模塊
2．1．1 微控制器(MCU)
X射線檢測儀控制系統(tǒng)各個單元在電路設計中都有一些共有模塊，其中4個單元都采用Infineon 16位微控制器系列中的XC164CS作為每個單元的控制芯片。Infineon系列微控制器在汽車助力轉向、發(fā)動機點火控制、車身控制以及汽車安全控制方面有廣泛的應用，適應在惡劣環(huán)境下工作，是汽車電子領域的主流高檔單片機品牌之一，并且現(xiàn)在也廣泛應用于工業(yè)自動控制領域，所以選用這款微控制器能提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。
2．1．2 IO隔離
每個控制單元的MCU與外圍芯片之間都采用ADI公司iCoupler系列數(shù)字隔離器進行數(shù)字隔離?；趇Coupler工藝的數(shù)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需外部元件，同時能以較高的數(shù)據(jù)速率(達100 Mbps)和較短的傳播延遲(18 ns)比較快速地工作，它們還具有延長的工作壽命，不存在LED的耗壞問題。因此選用iCoupler系列數(shù)字隔離器作為IO數(shù)字隔離，能進一步提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。
2．1．3 CAN總線
CAN總線是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網(wǎng)絡。由于CAN總線具有通信速率高、開放性好、報文短、糾錯能力強以及控制簡單、擴展能力強、系統(tǒng)成本低等特點，越來越受到人們的關注，應用的領域也越來越廣。所以選用CAN總線作為整個控制系統(tǒng)的總線。
CAN節(jié)點一般采取CAN控制器或CAN接口芯片和總線驅動器構成，具體有3種構成形式：1)獨立CAN通信控制器和驅動器構成；2)帶控制功能的I／O器件和CAN驅動器構成；3)帶在片CAN微控制器和CAN驅動器構成。本系統(tǒng)采用第3種形式，有利于簡化電路設計，在冗余設計時便于程序控制，如圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/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+雙驅動器+雙總線。部分冗余有兩種形式：1)雙驅動器冗余：單控制器+模擬開關+雙驅動器+雙總線；2)雙總線冗余：單控制器+單驅動器+模擬開關+雙總線。而XC164CS采用了強大的增強的C166S V2內(nèi)核架構并帶有TwinCAN模塊，其包含兩個可以獨立操作的CAN節(jié)點，完全能履行CAN2．0B規(guī)范，所以本系統(tǒng)采用部分冗余中的雙驅動冗余，這樣的冗余設計增強了控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。
2．2 運動控制單元
步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構，可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到精確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。X射線檢測儀共有4個步進電機，采用日本東方電機AS66AC步進電機，分別控制載物臺的二維移動、X射線管上下移動、以及像增強器和X射線CCD成像器的上下移動，它們是整個檢測系統(tǒng)的運動完成單元，所以步進電機的驅動至關重要。
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