基于CAN Bus MCU的電梯控制器和監(jiān)測應(yīng)用設(shè)計(jì)
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以NUC240/NUC140/NUC130作為電梯控制器和監(jiān)測應(yīng)用設(shè)計(jì)的解決方案
在實(shí)現(xiàn)電梯控制器和監(jiān)測的設(shè)計(jì)模塊應(yīng)用，筆者選擇的解決方案為臺(tái)灣新唐科技的NUC240、NUC140與NUC130，新唐科技于2012年年底推出 NUC200系列MCU，其中NUC240為NUC200系列中富含最多周邊的產(chǎn)品系列，也是少數(shù)具有兩組CAN信道的MCU廠商。使用者亦可透過Nu- LB-NUC240學(xué)習(xí)板搭配BSP鏈接庫(Board Support Package)即可簡易地對相關(guān)周邊上手。
●支持CAN的協(xié)議規(guī)范2.0 A和2.0 B。
●傳輸速率最快可達(dá)1 MBit/s。
●32個(gè)訊息目標(biāo)
●每一個(gè)訊息目標(biāo)都有自己的識(shí)別子屏蔽。
●可程序化的FIFO模式(鏈接訊息目標(biāo))
●可作為屏蔽中斷。
●對時(shí)間觸發(fā)的CAN應(yīng)用關(guān)閉自動(dòng)重傳模式。
●自我檢測時(shí)具可程序化的look-back模式。
●16-bit模塊接口至AMBA APB Bus。
●支持MCU由熟睡模式中喚醒功能。
NuMicro MCU CAN Bus方塊圖
圖4為NuMicro MCU內(nèi)部CAN模塊的內(nèi)部架構(gòu)，主要包含CAN Core、Message RAM、Module Interface和Message Handler四個(gè)部分，其中CAN Core負(fù)責(zé)錯(cuò)誤偵測與處里，是CAN的主要核心;Message RAM為傳送與接收的緩沖器;Module Interface為與CAN Core與CPU溝通的主要接口。Message Handler則為傳送與接收命令控制中樞。
圖4. NuMicro MCU CAN Bus方塊圖
電梯控制系統(tǒng)方塊圖說明
由圖5電梯控制系統(tǒng)圖得知，在各樓層皆需要一個(gè)MCU來做為樓層信息的判斷或是錯(cuò)誤的回報(bào)，故選具有一組CAN功能的NUC130作為各樓層的MCU配置。依序?qū)㈦娞輼菍泳幪?hào)1-1~1-7與第二棟樓層編號(hào)2-1~2-7以CANBus連至一起，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(A1)。同理樓層編號(hào)3-1~3-7與 4-1~4-7形成另一CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(A2)，每一棟電梯皆有其獨(dú)立的步進(jìn)馬達(dá)來控制電梯的包廂。
在此選用具有兩組CAN Bus信道的NUC240做為電梯系統(tǒng)主要的運(yùn)算處理與馬達(dá)控制器，其一信道為連接兩棟電梯大樓間的CANBus;另一信道(B)則連接至另一電梯控制器以及中控室的部分。最后中控室可透過USB方式與PC端連接，做為顯示監(jiān)控接口或除錯(cuò)處里。
圖5. 電梯控制與監(jiān)測系統(tǒng)圖
電梯模塊運(yùn)作流程說明
電梯的運(yùn)作行為可以很多種方式呈現(xiàn)，但主要的目的皆來自于接獲各樓層乘客指令，平安地送達(dá)至指定樓層。如同搭乘百貨大樓電梯，于樓層顯示面板 (NUC130)按下上(下)樓按鍵，此時(shí)因CAN Bus網(wǎng)絡(luò)特性，可發(fā)現(xiàn)不同棟而相同樓層之上下樓按鍵會(huì)同時(shí)顯示燈號(hào)，并且所有樓層與NUC240皆顯示當(dāng)下電梯廂之樓層;待電梯移至被按下上(下)按鍵之樓層，乘客進(jìn)入后再按下指定前往樓層按鍵即可。另外當(dāng)電梯發(fā)生故障時(shí)，位處中控室之管理員亦可透過簡單的人機(jī)接口以簡單的USB連接計(jì)算機(jī)與 NUC140將其資料讀出。
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