基于單片機(jī)的CAN智能電動執(zhí)行器的設(shè)計(jì)

1基于單片機(jī)的CAN智能電動執(zhí)行器的設(shè)計(jì)控制器局部網(wǎng)CAN(ControllerAreaNetwork)屬于現(xiàn)場總線的一種，是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，被公認(rèn)為是最有前途的現(xiàn)場總線之一。

在工業(yè)控制系統(tǒng)中，電動執(zhí)行器是電動單元組合儀表中一個(gè)很重要的執(zhí)行單元。它由控制電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩個(gè)在電路上完全獨(dú)立的局部組成，可接收來自調(diào)節(jié)器的電控信號，將其線性地轉(zhuǎn)換成機(jī)械轉(zhuǎn)角或直線位移，用來操縱風(fēng)門、擋板、閥門等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)自動控制。近年來，隨著微電子技術(shù)和控制技術(shù)的迅速開展，電動執(zhí)行器也獲得了快速開展，特別是國外一些生產(chǎn)廠商在這幾年中相繼推出了常規(guī)的、帶現(xiàn)場總線通信協(xié)議的智能電動執(zhí)行器，而CAN智能電動執(zhí)行器就是最有開展?jié)摿Φ囊环N。

本文介紹的CAN智能電動執(zhí)行器采用無刷直流電機(jī)控制，控制精度高，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的閥位檢測，可提高閥位測量的精度和可靠性，能取代現(xiàn)行普遍采用的電位器和差動變壓器模擬測量方法。

控制電路的硬件設(shè)計(jì)

CAN智能電動執(zhí)行器的原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1CAN智能電動執(zhí)行器的原理結(jié)構(gòu)圖

整個(gè)電路主要由五個(gè)局部組成：單片機(jī)P89C58為主的主機(jī)局部，由SJA1000、82C250、光電隔離電路等組成的CAN總線控制及接口局部，由無刷直流電機(jī)專用控制芯片MC33035組成的電機(jī)控制局部，閥門位置檢測局部和LCD液晶顯示局部。

1CAN總線及接口局部

CAN總線控制及接口如圖2所示，主要包括獨(dú)立CAN通信控制器SJA1000、CAN總線收發(fā)器82C250和高速光電耦合器6N137。

單片機(jī)P89C58首先對SJA1000進(jìn)行初始化，控制SJA1000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信任務(wù)。SJA1000的AD0～AD7連接到89C52的P0口，CS連接到89C52的P2.0口，其余的引腳分別對應(yīng)相連。圖2CAN總線及接口局部

為了增強(qiáng)CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，SJA1000的TX0和RX0并不是直接與82C250的TXD和RXD相連，而是經(jīng)高速光耦6N137后再與82C250相連，這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。82C250與CAN總線的接口也采用了一定的平安和抗干擾措施，它的CANH和CANL引腳與CAN總線之間各串聯(lián)一個(gè)5Ω的電阻，這樣可起到一定的限流作用，保護(hù)82C250免受過流的沖擊；還可以在CANH和CANL引腳上并聯(lián)小電容，起到濾除總線上的高頻干擾和防電磁輻射的作用。82C250的Rs腳上接有一個(gè)斜率電阻，電阻大小可根據(jù)總線通信速度適當(dāng)調(diào)整，一般在16～140kΩ之間。

2電機(jī)控制電路

該電動執(zhí)行器里電機(jī)控制芯片采用了安森美公司開發(fā)的高性能第二代單元無刷直流電機(jī)控制器MC33035。該控制器內(nèi)含可用于正確整流時(shí)序的轉(zhuǎn)子位置譯碼器，以及可對傳感器的溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膮⒖茧娖?；同時(shí)，還具有一個(gè)頻率可編程的鋸齒波振蕩器、一個(gè)誤差信號放大器、一個(gè)脈沖調(diào)制器比擬器、三個(gè)集電極開路頂端驅(qū)動輸出和三個(gè)非常適用于驅(qū)動功率MOSFET的大電流圖騰柱式底部輸出器。電機(jī)控制電路原理模塊如圖3所示。

材圖3礙電游機(jī)控針制電撒路原隊(duì)理模趟塊圖初

奪

車

淘

追該電郊機(jī)控腹制電駝路的構(gòu)功能激包括皇PW貌M開塞環(huán)速沫度控墊制、期使能藝控制密和正封反轉(zhuǎn)站控制顯。電杯機(jī)的報(bào)轉(zhuǎn)速都控制寧是利躁用4廟-1哨0位任譯碼鬼器/炸驅(qū)動槐器7抄4L鈴S1蹈45樂的功游能，代由單驚片機(jī)誦P殺89貿(mào)C瘡58經(jīng)給出珍信號蹦，通膀過分案壓電憲路提獅供應(yīng)量引腳訴速度遮電壓耽來實(shí)雪現(xiàn)的閑。孤

館

霜

乖

況電機(jī)舍的使仁能控仗制和冠正反忠轉(zhuǎn)控科制信魔號也嶄由單腳片機(jī)自控制祝，發(fā)巖出電汽平信晨號給真89濤C允20擊51躁，進(jìn)永行電類平轉(zhuǎn)升換后羊輸出遠(yuǎn)給M楚C3催30膏35希相應(yīng)漏的管非腳來災(zāi)控制趨電機(jī)節(jié)的工幟作狀他態(tài)。描

敘

溝

敗

享3丟閥門摟位置疾檢測仆電路薪和液死晶顯敘示伐

閣

鍋

凝

裝為了古實(shí)現(xiàn)發(fā)閥位佛的數(shù)眨字化拆檢測男，在貌A/炕D轉(zhuǎn)預(yù)換電取路中績采用吩了A盾DI度公司瞎的1變6位涉∑-梯△刑(抬電荷晉平衡冬式)柏A/菠D轉(zhuǎn)是換器泉AD笑77吵05殃。A節(jié)D7可70諷5包劃括由挽緩沖案器和只增益紛可編店程放獅大器咬(P抹GA難)組和成的柜前端心模擬佛調(diào)節(jié)步電路苗、∑科-偽△勞調(diào)制較器及露可編式程數(shù)炊字濾毫波器陰等，撿能直碌接將湖來自餡傳感呀器的目不同兇擺幅扇范圍集內(nèi)的餃信號淹放大編到A革/D柔轉(zhuǎn)換錘器滿宏標(biāo)度式電壓揮附近戴，再曾進(jìn)行浸A/鄰D轉(zhuǎn)或換，林實(shí)現(xiàn)妻了0重.0祝03矛%精竟度的久非線浴性1拐6位怨無誤測碼數(shù)零據(jù)輸狀出；喉其增哨益和替數(shù)據(jù)宵輸出媽更新蹦速率拌均可唉編程哲設(shè)定驗(yàn)，還辮可選崖?lián)褫攭湃肽Ｃ鐢M緩久沖器擱，以船及自圍校準(zhǔn)湊和系拾統(tǒng)校嚇準(zhǔn)方漿式。莖通過及外接粒高精困密導(dǎo)悟電塑光料電刑位器揀傳感總器，掛由基含準(zhǔn)電芳壓值息分壓機(jī)后所坑得電躍壓值占即反服映了甜閥門峽位置懂值。疼

畫

呈

派系竭統(tǒng)采賞用T結(jié)RU轉(zhuǎn)LY穩(wěn)公司戀生產(chǎn)塔的1棋28僑×6仙4點(diǎn)密陣液賺晶，瞧它的轉(zhuǎn)所有獵控制胞器、鋸掃描寨電路純和顯法示R繭AM劑集成查于液替晶屏喘反面患，并梯帶有秒LE旬D背紋光。軟該模謊塊采尤用單礦電源姓供電霸，由齊大規(guī)牧模點(diǎn)押陣式玉顯示飽控制剪器K駛S0微10厲7、嚇液晶朽屏陣榜列驅(qū)添動電篩路K凱S0繁10用8、龜顯示遣存儲幟器和輝液晶望屏等笛4部圍分組桶成。中

組

雞

礦

衫智能墳執(zhí)行吹器軟資件設(shè)文計(jì)伙

榜

研

朗軟紀(jì)件設(shè)故計(jì)主棵要包幻括三領(lǐng)個(gè)方兔面：熄CA何N總于線通寧信模昌塊、甲電動鄰執(zhí)行剝器的炭控制往和L謊CD螺顯示憂。滿

柴

曉

姥C閣AN硬總線震通信裂局部帽可將涂SJ業(yè)A1惑00脾0初例始化捉，在越其初閃始化微完成戀以后乓回到差正常吹工作圣狀態(tài)徑，將或執(zhí)行列器的亦運(yùn)行塌情況差通過躲總線榆向上祝位機(jī)嗓傳送葡，而適且操畫作者悔可以擠從上晉位機(jī)撈下達(dá)亞控制螞指令碰來操尊作執(zhí)改行器遵。道

鼓

壁

渴電污動執(zhí)漫行器喬的控伍制部喊分主餓要實(shí)德現(xiàn)閥拿門的惠位置靈控制劑功能嘴，還熱可以些通過庭控制落電機(jī)惠