基于CAN總線的電梯主控系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

　　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(dá)9 個(gè)外部中斷使它們適用于汽車、工業(yè)控制應(yīng)用以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯(cuò)維護(hù)總線。LPC2294 包含至少76（使用了外部存儲(chǔ)器）~至多112（單片）個(gè)GPIO口。由于內(nèi)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(zhuǎn)換器以及其它各種類型的應(yīng)用。

　　2.2 CAN 模塊電路

　　在電梯控制系統(tǒng)中，往往是一棟大樓中使用多臺(tái)電梯構(gòu)建一個(gè)由多臺(tái)電梯組成的群控系統(tǒng)。在一臺(tái)電梯控制系統(tǒng)內(nèi)部主控系統(tǒng)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(fù)責(zé)收集各臺(tái)電梯運(yùn)行狀態(tài)和電梯負(fù)載量然后根據(jù)相應(yīng)的算法進(jìn)行派梯，這樣就使得控制系統(tǒng)中的通信壓力較大。由于LPC2294 內(nèi)部帶有4 路CAN 控制器，使得該處理器很適合應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)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(yīng)的管腳上。為了減少終端反射對(duì)系統(tǒng)的影響，需要在每路CAN 總線的兩最遠(yuǎn)端各加上120Ω的終端電阻。從通信角度看，電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以主控系統(tǒng)為中心的CAN 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因而在主控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)，給每條CAN 總線的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(tǒng)中的供電采用的是24V 的標(biāo)準(zhǔn)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錯(cuò)誤對(duì)系統(tǒng)致命破壞，設(shè)計(jì)的時(shí)候在CANH 和CANL 口線上添加了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(yīng)噪聲源的阻抗和CANH 和CANL 對(duì)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(yīng)該盡可能大，才能獲得低的角頻率。另一方面輸出級(jí)的整個(gè)電容負(fù)載和阻抗為數(shù)據(jù)信號(hào)建立了一個(gè)低通濾波器。因此相關(guān)的角頻率要比數(shù)據(jù)傳輸頻率高。這使電容值必須由節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和數(shù)據(jù)傳輸頻率決定。當(dāng)TJA1050 的輸出級(jí)阻抗大約是20Ω，總線系統(tǒng)有10個(gè)節(jié)點(diǎn)，速度是500kbit/s 則電容的值不應(yīng)該超過(guò)470pF.

　　2.3 光耦輸入電路

　　在電梯電氣控制系統(tǒng)中主控系統(tǒng)為了電梯不發(fā)生安全事故，安全穩(wěn)定地運(yùn)行，因此要實(shí)時(shí)地從電梯安全保護(hù)系統(tǒng)中采集電梯井道信號(hào)。對(duì)于實(shí)時(shí)性要求非常高的輸入開關(guān)量直接通過(guò)光耦輸入到主控系統(tǒng)，如開/關(guān)門限位、上/下強(qiáng)減、上/下限位、光幕、門鎖、抱閘反饋等開關(guān)量信號(hào)。另外為了減小輸入信號(hào)對(duì)微控制器的影響，在微控制器端對(duì)這些開關(guān)量信號(hào)，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(dāng)然部分的對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)要求不是特別高的輸入信號(hào)如消防、鎖梯、直駛、滿載、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 總線傳遞給主控制系統(tǒng)。

　　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(duì)微控制器系統(tǒng)的影響，采用了以2803 驅(qū)動(dòng)繼電器的開關(guān)量輸出形式。如主輸出、開/關(guān)門輸出、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(duì)于電梯中輸出信號(hào)，與輸入信號(hào)類似可以通過(guò)CAN 總線把信號(hào)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