資源描述：
《基于CAN總線的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、基于CAN總線的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)【摘要】智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控是目前研究的熱點(diǎn)。本文介紹了基于CAN總線通訊的智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路及實(shí)現(xiàn)方法，具體介紹了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制電路、驅(qū)動(dòng)電路及CAN總線接口，并在PC機(jī)與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間接入CANUSB接口卡，在PC機(jī)WINXP環(huán)境下用VC++實(shí)現(xiàn)了與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的CAN總線通訊與遠(yuǎn)程監(jiān)控。結(jié)果表明，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案效果較好?！娟P(guān)鍵詞】CAN總線；電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；PIC18F458DesignofelectricactuatorbasedonCANb
2、usAbstract:Realizinglong-distancemonitoringofelectricactuatoristhehotinvestigationnow.Thispaperintroducesthedesignofelectricactuatorincludingitscontrolcircuit,drivecircuitandCANbusinterfacebasedonCANbus,realizesCANbuscommunicationbyCANbusinterfacecardbetween
3、apcandelectricactuatorwithVC++.Theresultshowsitsreliableperfectcontroleffect.Keywords:CANbus;electricactuator;PIC18F458電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是過(guò)程控制系統(tǒng)中一個(gè)十分重要的現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)裝置，廣泛用于電力、冶金、石油、化工等工業(yè)部門的自動(dòng)控制領(lǐng)域，目前基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究是工業(yè)控制和自動(dòng)化領(lǐng)域的主要研究問(wèn)題之一。CAN(ControllerAreaNetwork)總線又稱控制器局域網(wǎng)，除了具備現(xiàn)
4、場(chǎng)總線的開放式、互操作性、數(shù)字化通訊等特點(diǎn)外，還具有以多主機(jī)方式工作、采用非破壞性總線仲裁技術(shù)、通信介質(zhì)選擇靈活以及很高的可靠性和性能價(jià)格比等特點(diǎn)。[1]CAN總線的這些特點(diǎn)使得其能同時(shí)滿足過(guò)程控制和制造業(yè)自動(dòng)化的需求，因而CAN總線的研究與應(yīng)用已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域的熱點(diǎn)。1硬件設(shè)計(jì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)硬件系統(tǒng)框圖如圖1，硬件主要包括單片機(jī)I/O部分，CAN通訊部分，電PIC18F458單片機(jī)驅(qū)動(dòng)器82C250CAN總線CANUSB接口卡上位機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)位置反饋液晶顯示輸出軸電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)CAN控制器急停按鈕圖
5、1硬件系統(tǒng)框圖機(jī)驅(qū)動(dòng)部分等。CAN通訊部分在單片機(jī)的控制下與上位機(jī)進(jìn)行通訊，完成數(shù)據(jù)的收發(fā)；I/O部分接受位置信號(hào)，輸出相應(yīng)脈沖信號(hào)控制電機(jī)調(diào)節(jié)閥門；電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。1.1單片機(jī)及I/O部分根據(jù)智能化、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、成本低等原則，單片機(jī)采用Microchip公司的PIC18F458。它具有內(nèi)嵌CAN控制器、1536k片內(nèi)數(shù)據(jù)SRAM、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、51個(gè)8位看門狗WDT定時(shí)器、8路模擬輸入的片內(nèi)ADC。看門狗WDT定時(shí)器用來(lái)監(jiān)視程序的運(yùn)行狀態(tài)，一旦CPU由于意外原因偏離正常程序之
6、外，WDT將強(qiáng)行把CPU復(fù)位，使其返回正常程序。PIC18F458CAN模塊遵循CAN總線的協(xié)議，同時(shí)也有自己的特點(diǎn)。主要包括:1)支持CAN協(xié)議CAN2.0A、CAN2.0B；2)支持標(biāo)準(zhǔn)幀、擴(kuò)展幀、遠(yuǎn)程幀、過(guò)載幀、錯(cuò)誤幀等；3)2個(gè)接收、3個(gè)發(fā)送緩沖器；4)6個(gè)接收過(guò)濾器、2個(gè)屏蔽過(guò)濾器。[2]因此，選用功能強(qiáng)大的PIC18F458單片機(jī)，不用添加CAN控制器及A/D轉(zhuǎn)換模塊等，大大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，節(jié)省了成本。位置反饋采用高精度、高分辨率、長(zhǎng)壽命導(dǎo)電塑料電位器，它測(cè)得的位置信號(hào)接單片機(jī)端口RA0進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)
7、換，結(jié)果經(jīng)過(guò)CAN總線送上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)閥門實(shí)際位置送給液晶顯示器現(xiàn)場(chǎng)顯示。從總線上傳來(lái)的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)端口RB2，經(jīng)單片機(jī)判斷處理后，產(chǎn)生需要的PWM波形從單片機(jī)端口RC2輸出調(diào)節(jié)閥門位置。設(shè)有急停按鈕及報(bào)警電路，一旦發(fā)生意外，可按急停按鈕。這樣既實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，又提高了可靠性及控制精度。1.2CAN通訊部分CAN總線驅(qū)動(dòng)器與單片機(jī)接線如圖2，CAN通信的核心芯片是CAN控制器，CAN的通信CANTX/RB2CANRX/RB37PIC18F458120Ω82C250NCVCCVDDENINOUTNCG
8、ND360Ω23865VCCNCENVDDOUTINGNDNCTXDRSGNDCANHVCCCANLRXDVREF35360Ω30Pfffccccdddf30Pf+5v360Ω6N1376N137360Ω365672321346788vcc圖282C250與PIC18F458接線圖協(xié)議主要是由它完成的，PIC18F458內(nèi)嵌的CAN控制器可以實(shí)現(xiàn)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能。CAN總線
