Boleh antara muka bas pengekod aci fotoelektrik mutlak
1 Pengenalan Pengekod sudut aci fotoelektrik mutlak adalah peranti pengukur sudut digital yang mengukur kedudukan sudut dan halaju sudut aci berputar dalam masa nyata. Ia menukarkan maklumat sudut aci ke dalam kod digital dalam bentuk darjah, minit dan saat, dan sambungan bas dapat merealisasikan pengukuran masa nyata. Ia mempunyai kelebihan kebolehpercayaan kerja yang tinggi, keupayaan anti-interferensi yang kuat, ketepatan tinggi, memori kuasa dan sebagainya. Ia digunakan secara meluas dalam pengesanan pengukuran digital dan sistem kedudukan seperti peralatan menembak, teodolit digital, radar dan beberapa peralatan ketenteraan yang besar.
Dalam sistem kawalan aplikasi praktikal ini, disebabkan oleh struktur data yang berlainan bagi sensor dan pengesan setiap subsistem, pengekod aci fotoelektrik mutlak akan menggunakan kaedah komunikasi data dalaman yang berbeza, terutamanya termasuk port siri RS232, RS485 / 488, pelabuhan selari, dan lain -lain. . Walau bagaimanapun, dalam aplikasi kejuruteraan tertentu, kaedah komunikasi di atas sering dibatasi oleh jarak penghantaran dan kadar komunikasi. Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, komunikasi bersiri telah berkembang pesat, dan pelbagai bentuk bas sistem kawalan telah muncul. Bas CAN adalah salah satu yang paling banyak digunakan. Ia adalah singkatan Bas Rangkaian Kawasan Tempatan Pengawal dan merupakan sokongan yang berkesan untuk kawalan yang diedarkan dan kawalan masa nyata. Rangkaian Komunikasi Serial. Oleh kerana prestasi tinggi, kebolehpercayaan yang tinggi dan reka bentuk unik CAN Bus, ia telah menjadi bas lapangan yang paling popular dan masa nyata di rumah dan di luar negara. Pembangunan dan perubahan kaedah komunikasi dalaman dalam sistem kawalan menjadikan pengekod yang digunakan untuk mengukur anjakan sudut dan halaju sudut menyediakan antara muka bas CAN untuk memenuhi keperluan reka bentuk Fieldbus keseluruhan sistem kawalan.
2 Prinsip kerja pengekod dan penghantaran data
2.1 Prinsip Kerja Pengekod terdiri daripada dua bahagian: peranti pemerolehan data dan peranti pemprosesan data. Rajah blok struktur ditunjukkan dalam 1. Mikrokomputer cip tunggal adalah bahagian teras sistem litar encoder. Selepas mengumpul isyarat encoder (kod kasar, kod halus sederhana, kod halus), ia dibahagikan dengan kod halus, pembetulan saluran kod, penambahan digital, pelarasan sifar elektrik, pemprosesan perisian seperti ijazah, minit dan penukaran kedua, dan akhirnya paparan dan Menyedari antara muka dengan sistem kawalan.
2.2 Penghantaran data Penghantaran data antara pengekod dan sistem kawalan boleh digunakan dalam mod selari dan bersiri. Transmisi selari menghantar data melalui port selari. Setiap data memerlukan satu teras kabel data. Sebagai contoh, kabel 24-teras diperlukan untuk pengekod 24-bit. Oleh itu, ruang penggunaan adalah terhad, dan ia hanya sesuai untuk penghantaran jarak jauh dan keperluan khas. kesempatan. Dalam penghantaran siri, maklumat data dihantar secara bersiri melalui pasangan berpintal, dan bit tambahan ditambah mengikut protokol komunikasi yang berbeza untuk melaksanakan fungsi seperti pembetulan ralat. Fungsi ini boleh diperluaskan ke sistem bas data. Transmisi bersiri mempunyai wayar yang lebih sedikit, perkakasan kurang, kos rendah, jarak penghantaran yang panjang, dan data yang selamat dan boleh dipercayai.
2.3 Cadangan pengekod boleh antara muka bas Dalam perbandingan komprehensif pelbagai bas lapangan, sistem komunikasi berdasarkan bas CAN mempunyai banyak ciri yang sangat baik: isyarat data dihantar oleh voltan pembezaan; Medium penghantaran bas boleh menggunakan pasangan berpintal, kabel sepaksi dan serat optik; boleh bekerja dalam mod multi-master, mod komunikasi fleksibel; boleh menghantar dan menerima data dalam mod penyiaran point-to-point, point-to-multipoint dan global; Maklumat nod pada rangkaian boleh dibahagikan kepada keutamaan yang berbeza untuk memenuhi keperluan masa nyata yang berbeza; teknologi timbang tara bas yang tidak merosakkan; Data menggunakan struktur bingkai pendek, setiap bingkai adalah 8byte, dan kadar ralat data adalah rendah; Sublayer MAC lapisan pautan data dalam protokol komunikasi mempunyai keupayaan pengesanan ralat yang ketat; Ia mempunyai piawaian antarabangsa dan keterbukaan yang baik. Oleh itu, dalam transformasi mod komunikasi dalaman sistem penjejakan fotoelektrik, bas CAN digunakan sebagai struktur bas komunikasi data, dan kemudian pengekod boleh antara muka bas dicadangkan.
3 Aplikasi Pengekod boleh antara muka bas dalam sistem pengesanan fotoelektrik
3.1 Pengekod digunakan untuk pengesanan kedudukan sistem pengesanan fotoelektrik. Pengekodan paksi fotoelektrik mutlak adalah sensor untuk mengukur sudut azimut dan sudut sistem pengesanan fotoelektrik dalam sistem pengesanan fotoelektrik. Struktur bas dalaman sistem penjejakan fotoelektrik diubah menjadi kaedah komunikasi bas CAN. Antara muka bas CAN mempunyai ciri -ciri antara muka fleksibel dan penjimatan garis. Pada masa yang sama, ia mempunyai mikropemproses dan boleh digunakan sebagai nod pintar dalam sistem untuk menghantar bingkai jauh terus ke peranti lain untuk mencapai kawalan pintar. Rajah 2 adalah gambarajah struktur komunikasi sistem penjejakan fotoelektrik berdasarkan bas CAN. Sistem pengesanan fotoelektrik menggunakan struktur bas siri tunggal CAN BUS dan bukannya struktur selari pelbagai kaedah komunikasi. Sudut azimut dan pitch yang diukur oleh dua pengekod fotoelektrik dihantar ke mesin kawalan utama melalui bas, dan mesin kawalan utama memproses data dengan sewajarnya. Melalui sistem kawalan servo kawalan bas, semua sub-sistem boleh dihubungkan bersama dengan sepasang pasangan berpintal, yang memudahkan pendawaian sistem, meningkatkan penggunaan bas keseluruhan sistem, penghantaran data masa nyata dan skalabiliti sistem, dan ralat bit Kadar sangat berkurangan.
3.2 Node Encoder Boleh Komposisi Perkakasan Antara Muka Bas
Antara muka bas CAN kebanyakannya terdiri daripada mikrokomputer cip tunggal, CAN CONTROLLER BUS, CAN BUS DRIVER DAN PERKHIDMATAN PENYELESAIAN PHOTOELEKTRIK. Litar khusus antara muka komunikasi bas boleh ditunjukkan dalam Rajah 3.
Komputer cip tunggal memilih Intel80C196KC, yang merupakan mikrokontroler tertanam 16-bit, yang lebih sesuai untuk majlis-majlis kawalan masa nyata yang kompleks. Ia juga bertanggungjawab untuk pemprosesan data pengekod dan permulaan nod bas CAN. Pengawal CAN memilih SJA1000 Philips Semiconductor untuk merealisasikan antara muka komunikasi data antara bas dan komputer tuan rumah (komputer kawalan), menyokong protokol CAN2.0A dan CAN2.0B, mempunyai 64-bait menerima penampan, dan menyokong terlebih dahulu -Out (FIFO) Prinsip, menyokong kod pengenalan 11-bit dan 29-bit, kadar bit komunikasi sehingga 1Mbps, boleh berfungsi dalam mod BasicCan dan mod Pelican. Pemandu bas CAN memilih Philips TJA1050, yang merupakan pemandu bas yang berkelajuan tinggi, yang menyediakan antara muka antara pengawal CAN dan bas fizikal, menyedari fungsi penghantaran dan penerimaan pembezaan bas CAN, dan mempunyai julat mod biasa yang luas Di bawah kemampuan penerima yang berlainan elektromagnet yang kuat, tahap input bersesuaian dengan peranti 3.3V, dan nod yang tidak berkuasa tidak akan mengganggu bas. Bergabung dengan TJA1050 dapat memastikan komunikasi data berkelajuan tinggi. Untuk keselamatan dan keupayaan anti-jamming yang lebih baik, penggunaan ciri-ciri prestasi simetri TJA1050 yang baik, menggunakan terminal berasingan. Dua kapasitor kecil 30pf disambungkan secara selari antara canh dan canl dan tanah, yang boleh menyaring gangguan frekuensi tinggi pada bas dan keupayaan tertentu untuk mencegah sinaran elektromagnet. Untuk terus meningkatkan keupayaan anti-interferensi sistem, optocoupler berkelajuan tinggi 6N137 digunakan di antara pengawal CAN SJA1000 dan pemandu CAN TJA1050 untuk membentuk litar pengasingan untuk mencapai pengasingan galvanik. Bekalan kuasa VCC dan VDD di kedua -dua belah 6N137 sepenuhnya terpencil, yang boleh menghalang litar pada masa yang sama, dua perintang yang sepadan dengan impedans bas harus dihubungkan di kedua -dua hujung bas.
3.3 Reka Bentuk Perisian Node Maklumat sudut (darjah, minit, dan saat) dari pengekod paksi fotoelektrik mutlak dihantar dari pengawal CAN ke bas CAN atau dari bas CAN ke boleh menerima penampan secara automatik oleh pengawal bas SJA1000. Program Komunikasi Antara Muka Basnya terdiri daripada subprogram permulaan, menghantar subprogram dan menerima subprogram. Mula -mula pilih mod kerja bas CAN mengikut keperluan sistem sebenar. Di sini, pilih Mod Pelican, pengayun kristal 12MHz, kadar penghantaran data bas ditetapkan kepada 500kbits / s, setiap nod bas harus menetapkan kadar penghantaran data yang sama untuk memastikan komunikasi normal. Tentukan bahawa hubungan fizikal antara SJA1000 dan MCU boleh dipercayai, dan kemudian memulakan pengawal SJA1000. Dalam mod Reset SJA1000, tetapkan keadaan awal setiap daftar. Carta aliran inisialisasi ditunjukkan dalam Rajah 4. Penghantaran dan penerimaan data dicapai oleh subrutin penghantaran dan subrutin yang menerima. ID mesej menentukan aliran data nod. Apabila menghantar data, prinsip penetapan segmen bendera bendera Message ID adalah: ID yang sepadan dengan nod yang perlu diterima bit adalah 0 dan baki baki adalah 1. Apabila menerima data, ia adalah sebaliknya. Ia dinilai oleh ID sama ada maklumat yang dihantar kepada dirinya sendiri. Ia diterima, tidak ditapis.
4. Kesimpulan
Sebagai bas komunikasi peringkat lapangan, Can Bus mempunyai kebolehpercayaan dan prestasi kos yang tinggi. Pengekod aci fotoelektrik mutlak dengan antara muka bas boleh menjadikannya lebih fleksibel untuk digunakan dalam sistem kawalan.
Artikel ini inovatif: antara muka bas boleh pengekod dan aplikasinya dalam sistem penjejakan fotoelektrik