基于DSP-LF2407A和CAN總線的分布式電機控制系統(tǒng)

PC機作為該系統(tǒng)的上位機，有效的利用PC機計算能力強、容量大、人機界面良好的優(yōu)點。PC-CAN是具有高性能價格比的智能CAN總線通訊適配卡，它使PC機方便的連接到CAN總線上，實現CAN總線與主機PC的高速數據交換。PC-CAN上自帶光電隔離，保護PC機避免由于地環(huán)流的損壞，增強系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中使用的可靠性。

PCA82C250: 為LF2407內嵌式CAN 控制器與CAN 總線的接口收發(fā)器。8腳，高速，可達1Mbps傳輸速率。它提供了對CAN總線的差動發(fā)送能力以及對CAN控制器的差動接收能力。

圖5 DSP2407－A與步進電機驅動接口

驅動電路接口實現了DSP芯片與步進電機之間的電氣隔離，保護了DSP芯片的安全性，又完成了從DSP輸出弱電流（不足10mA）到步進電機驅動所需的大電流（+1.5A）的轉換，提供電機所需驅動電流。其中，TLP521為DSP與步進電機之間的光電隔離耦合器，它起了電平隔離作用，保護了DSP芯片，又完成了信號轉換。RIF530 為VMOS管，是步進電機的驅動電流開關。

CAN 總線物理層：CAN 的物理鏈接通信介質可采用雙絞線、同軸電纜或光纖。采用非破壞性的基于優(yōu)先權的總線仲裁方式。在本系統(tǒng)中，以雙絞線作為通信介質。

軟件設計

本系統(tǒng)的軟件設計是完成基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)的關鍵所在。CAN總線的多機通訊由軟件編程實現數據的接受和發(fā)送。在兩塊LF2407-A板上實現兩節(jié)點通訊：一塊為本地節(jié)點，接受遠程節(jié)點的請求數據幀，并發(fā)送數據幀；另一塊為遠程節(jié)點，發(fā)送一個請求幀以請求遠程節(jié)點發(fā)送數據。

主要分為：1、電機控制系統(tǒng)整體---實現系統(tǒng)初始化，并生成電機控制頻率信號，以中斷方式實現電機控制字的修改，延時子程序實現電機的轉速控制，初始化CAN模塊。2、CAN 發(fā)送一個遠程幀請求-----初始化CAN請求幀，令CAN郵箱3為發(fā)送請求幀郵箱，CAN郵箱0為接收數據幀郵箱。郵箱3發(fā)送一個請求幀請求電機控制字數據，當查詢到接收報文標志位為1時（RMP=1），郵箱0接收數據。3、CAN 初始化一個自動回答遠程幀請求----初始化CAN自動回答遠程幀請求，令CAN郵箱3為發(fā)送郵箱。當接受到一個遠程請求時，發(fā)送一幀數據。以下以CAN 初始化一個自動回答遠程幀請求為例給出軟件程序流程圖，見圖6。

圖6 CAN 初始化一個自動回答遠程幀請求程序流程圖

結束語

本文研究了基于CAN總線的分布式電機控制系統(tǒng)的組成和實現。將DSP的高速處理能力與CAN現場總線的高可靠性和高穩(wěn)定性結合起來，對于構建新型實時快速響應分布式工業(yè)控制網絡提供了一個較好的解決方案。尤其針對本款工控芯片LF2407A的內嵌模塊：脈沖寬度編碼PWM,比較單元CMP，捕獲單元CAP，積分編碼脈沖QEP單元等提供了直流交流電機的直接控制應用,免去以往在單片機控制系統(tǒng)中所需作的大量繁瑣的算法編程,有效的加快工控系統(tǒng)的開發(fā)應用.