電液伺服機構(gòu)與CAN總線接口設(shè)計

　　2)A/D模塊

　　A/D模塊將導(dǎo)彈電液伺服機構(gòu)位移檢測裝置輸出的反饋信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量以便于計算機進行處理。系統(tǒng)的控制精度在很大程度上取決于檢測反饋裝置的精度。根據(jù)伺服機構(gòu)的反饋參數(shù)和系統(tǒng)性能指標要求，本設(shè)計中采用美國AD公司生產(chǎn)的AD674A模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。它是一個12位逐次逼近型快速A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度最大為15微秒。AD674A片內(nèi)配有三態(tài)輸出緩沖器電路，因而可以直接與各種典型的8位或16位處理器相連，而無須附加邏輯接口電路，且能與CMOS及TTL電平兼容。

　　3)處理器模塊

　　本設(shè)計中處理器采用PC/104嵌入式計算機，因為它具有很快的運算速度，所以它主要為接口提供高速的數(shù)據(jù)運算與處理功能，這些數(shù)據(jù)包括彈上計算機通過總線送來的控制數(shù)據(jù)和通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采集的位移檢測裝置的輸出量，處理器將它們進行處理和綜合，形成輸出量來控制作動筒的動作。

　　4)雙向驅(qū)動及時序控制模塊

　　CAN控制器SJA1000的地址總線和數(shù)據(jù)總線是按照INTEL的8位單片機總線規(guī)范設(shè)計的，與PC/104總線不能直接相連，中間要經(jīng)過雙向總線驅(qū)動電路和時序轉(zhuǎn)換電路進行兩種總線信號的切換，即將PC/104總線的數(shù)據(jù)總線和I/O地址總線經(jīng)過總線驅(qū)動器和時序轉(zhuǎn)換變成SJA1000的數(shù)據(jù)/地址復(fù)用總線，這里邊有一個關(guān)鍵的時序切換問題。控制總線的信號也要經(jīng)過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換才能驅(qū)動總線控制器SJA1000。轉(zhuǎn)換電路原理框圖如圖3所示。

　　圖3中細實線表示數(shù)據(jù)線和地址線，粗實線表示控制線，細虛線表示片選信號。

　　在本設(shè)計中，數(shù)據(jù)總線和地址總線分別通過兩個八總線收發(fā)送器74HC245連接到CAN控制器SJA1000的數(shù)據(jù)、地址復(fù)用總線上。74HC245是8位的總線收發(fā)送器，具有三態(tài)輸出，可以進行雙向的數(shù)據(jù)傳送。這中間用可編程邏輯芯片GAL16V8設(shè)計了一個時序控制邏輯電路，控制兩片74HC245的工作，進行時序切換，并避免數(shù)據(jù)和地址產(chǎn)生可能的沖突。片選信號是由一片74H688產(chǎn)生的，74H688是一個8位的數(shù)值比較器/等值檢測器。通過波段開關(guān)來設(shè)定I/O地址，用74HC688來比較PC/104總線上的地址信息和設(shè)定的I/O地址是否相同，如相同則對SJA1000產(chǎn)生片選信號?？刂瓶偩€的信號切換也是由可編程邏輯芯片GAL16V8來實現(xiàn)的。

　5)通信模塊

　　CAN總線通信模塊由CAN控制器SJA1000、光電隔離器6N137、CAN收發(fā)器82C250組成，如圖4所示。

　　a)SJA1000是PHILIP公司生產(chǎn)的標準CAN總線控制器，它在軟硬件設(shè)計上完全兼容基本CAN總線控制器PCA82C200，具有和它完全兼容的引腳和協(xié)議CAN2.0A，二者可以替換。另外，它還支持總線擴展協(xié)議集CAN2.0B。它有兩種工作模式：基本模式和擴展模式。在基本模式下，它有32個工作寄存器，而在擴展模式下，它有127個工作寄存器。本設(shè)計選用基本工作模式，即支持CAN2.0A協(xié)議。CAN控制器一方面具有與微控制器接口的功能，另一方面還能完成CAN通信協(xié)議所要求的全部功能。

　　b)82C250是CAN總線收發(fā)器，它是控制器和物理總線間的接口。CAN控制器的傳送和接收端不允許與總線直接相連，原因是：當網(wǎng)絡(luò)內(nèi)某個節(jié)點未加電或發(fā)生故障時，將影響整個網(wǎng)絡(luò)的正常工作。另外，若總線出現(xiàn)短路故障時，CAN控制器的輸出驅(qū)動器有可能損壞。所以，在實現(xiàn)應(yīng)用中必須在CAN控制器與總線之間設(shè)置一個接口電路。82C250能提供對總線的差動發(fā)送能力和對CAN控制器的差動接收能力。82C250還具有很強的驅(qū)動能力，能增大通信距離(最遠可達10Km)，可以進行斜率控制以降低射頻干擾，具有瞬間抗干擾能力。它有三種工作模式：高速模式、斜率控制模式和待機模式。本設(shè)計中采用了斜率控制模式，通過在8引腳上接一個18歐姆的電阻來控制總線上的斜率。

　　c)6N137是一個TI公司生產(chǎn)的高速光電隔離器，它具有較高的速度，可以滿足系統(tǒng)的要求，采用光電隔離電路以后，總線驅(qū)動器與總線控制器分別供電，隔斷了二者的電氣連接，進一步提高了抗干擾性能。