单片机在CAN总线智能节点中的应用（二） |
| 时间：2006/1/9 16:08:00 作者： 来源：ic72 浏览人数：1639 |
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◆具有SPI总线：最高通信速率为2Mbps
◆5种复位功能：上电复位、低电压复位、看门狗复位、外部复位及错误地址复位
◆支持3种时钟电路：晶体振荡器、RC振荡、外部信号
◆2种低功耗模式：Halt模式和Stop模式
◆一个蜂鸣器驱动输出口
3 智能节点硬件设计
在工业控制中，通常需要进行电压、电流、温度等信号的实时采集、可靠传输和实时显示，实现了PC端对CAN智能节点的有效控制。为了达到工业控制上这些控制要求，CAN总线上的节点通常需要有微控器作为节点的主控器。主控器完成现场各项参数的采集、响应相关的外部事件、接受外部按键命令、产生驱动信号、显示相关参数及与CAN总线控制器通信。图3-1为SPMC65P2404A作为节点控制器，各个部件的连接示意图。
 图 3-1 智能节点示意图
数据采集部件：
在工业控制现场，通常会有各类传感器，如电流互感器、温度传感器、压力传感器等，将现场的电流、温度及压力等参数转化为模拟电信号，这些模拟信号输入MCU中的A/D转换器，最终得到可传输的数字信号。SPMC65P2404A具有8通道10位精度的A/D转换器，并可以选择内部或外部参考电压，能够满足多通道、高精度的模数转换。
现场人机交互部件：
人机交互部件可以实现工作人员在现场对某个节点进行操作控制，人机交互部件包括键盘、红外遥控器、LED或LCD显示。比如，显示模块可以实时显示现场参数，工作人员操作键盘或遥控器上的某些按键，可以启动电机或电阀门等执行机构，使系统达到预设定的效果。SPMC65P2404A具有多组捕获功能，使用捕获功能，可以很方便的实现红外信号解码。
快速响应外部突发事件：
在工业控制现场，突发事件保护机制非常重要。对现场的突发事件实行快速响应，并做出保护动作将使控制现场更安全。在节点设计中，可以使用MCU快速响应外部中断，在MCU的中断程序中，切断驱动信号的输出。SPMC65P2404A能够响应4个外部中断，并且每个外部中断可以设定为非屏蔽中断或屏蔽中断。
产生执行机构的驱动信号：
工业控制现场会有多种执行机构，如电机、电阀门等，正对各种每种执行机构，MCU会输出相应的驱动信号，以控制这些机构。SPMC65P2404A具有2路12位的PWM输出能力，有2路比较输出功能，同时，每个I/O口都具备驱动LED的能力。利用SPMC65P2404A的这些功能，并配合相应的驱动电路，就可以有效控制电机、电阀门等。
节点通信连接：
在智能节点的设计中，需要使用CAN控制器及CAN收发器，作为主控器与CAN总线之间的连接媒介。本智能节点使用MCP2510作为CAN控制器和PCA82C250作为CAN收发器。它们之间的连接是：MCU主控器通过SPI总线与CAN控制器通信，CAN控制器通过光电隔离器件与CAN收发器连接。SPMC65P2404A内部集成SPI总线，SPI总线支持全双工同步传输，具有主、从两种模式，最高通信速率为2Mbps。CAN控制器MCP2510也具备SPI总线。
4 智能节点软件设计
智能节点程序包括主程序和中断程序两部分，主程序处理常规的数据采集及控制操作，中断程序则处理异常事件及红外信号解码。 |
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