基于CAN通訊模塊的閘間隙報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0 引言

在煤礦生產(chǎn)中，礦井提升機(jī)是礦山大型關(guān)鍵設(shè)備。提升機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)則是保證提升機(jī)能否安全運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)提升機(jī)正常減速停車(chē)以及在各種故障情況下執(zhí)行緊急制動(dòng)安全停車(chē)的最終手段。盤(pán)形閘是絞車(chē)提升系統(tǒng)中非常重要的配套設(shè)備，是保證安全提升的重要部分。盤(pán)形閘工作間隙報(bào)警有利于縮短故障排除的時(shí)間，故開(kāi)發(fā)閘間隙報(bào)警模塊具有重要的實(shí)際意義。CAN總線是一種總線型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)，具有突出的實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性。鑒于CAN總線的優(yōu)勢(shì)，本文開(kāi)發(fā)了一種基于AVR的閘間隙報(bào)警CAN通訊模塊，其成本低廉，安裝方便。

1 模塊硬件設(shè)計(jì)

該模塊由處理器ATmega128、CAN總線控制器SJAl000以及CAN收發(fā)芯片CTM8251組成。其硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.1 微處理器

ATmega128是一種高性能、低功耗的AVR8位微處理器，擁有先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)、128kB的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash、4kB的EEPROM、8路10位ADC、2路8位PWM、2個(gè)可編程串行USART/獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門(mén)狗定時(shí)器、53個(gè)可編程I/O口、2個(gè)具有獨(dú)立的預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、2個(gè)具有預(yù)分頻器和捕捉功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；具有獨(dú)立預(yù)分頻器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器、片內(nèi)/片外中斷源、全局上拉禁止功能。微處理器ATmegal28在此設(shè)計(jì)中起到了對(duì)CAN控制器控制的作用。微處理器頻率是16心z，每秒鐘的運(yùn)算能力為16 MIPS，其豐富的片上資源使得ATmegal28非常適合于CAN通信的應(yīng)用。

1.2 CAN總線接口電路

由于處理器ATmega128內(nèi)部沒(méi)有集成CAN控制器，因此系統(tǒng)需要通過(guò)CAN控制器SJA1000芯片擴(kuò)展出一個(gè)CAN接口。實(shí)現(xiàn)SJAi000擴(kuò)展CAN總線接口的設(shè)計(jì)，就是對(duì)SJAl000的轉(zhuǎn)換邏輯結(jié)構(gòu)之間的每個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，將來(lái)自于ATmega128的I/O的數(shù)據(jù)(CANdata0～CANdata7)寫(xiě)入SJAi000的內(nèi)部寄存器，并通過(guò)ATmega128的I/O實(shí)現(xiàn)對(duì)SJAl000的控制。CAN總線接口電路如圖2所示。

1.3 CAN收發(fā)器

在CAN通信模塊設(shè)計(jì)中，為了增加CAN總線的抗干擾能力，可通過(guò)將SJAl000控制器TX0、RX0接口連接到CAN隔離收發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。