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基于虚拟仪器的CANopen协议监控面板设计

作者:时间:2012-09-26来源:网络收藏
通用编程环境的标准,如数据结构、循环结构和事件处理。其内置各种专业工具软件包可满足工程应用开发。应用示意见图1,通过RS 232-CAN协议转换器实时监测现场总线上各节点的数据,完成控制任务。

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3 RS 232-CAN协议转换器

  labview软件及PC机内部没有专门的CAN接口只有RS 232串行接口,因此使用单片机等微控制器设计RS 232-CAN转换器,实现PC机接入现场总线网络,完成数据监听。在PC机上可用labview环境下的NI-VISA实现串口通信。图2为RS 232-CAN协议转换器硬件原理图,选用内嵌CAN总线控制器的Microchip公司PIC18F258单片机为核心处理芯片。

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  ADuM1100高速数字隔离器支持100 Mb/s数据传输速率并且可以采用3.0~5.5 V单电源供电,以一种新的更有效的传输数据的方法替代传统的光耦合器,从而保护了高电压和低电压电气环境之间的接口。MCP2551是一种可容错的高速CAN收发器,可作为CAN协议控制器和系统物理总线的接口。MAX232用于完成RS 232与TLL/CMOS的电平转换。RS 232接口用于连接PC机。当单片机内部CAN总线控制器收到CAN总线上的信号后通过USART接口传给PC机的RS 232接口,同样PC机把数据通过RS 232接口发给单片机,再发送到CAN总线上。单片机负责实现通信协议的转换,转换RS 232串口通信数据与CAN通信数据。

  4 上位机开发

  labview程序开发主要包括三方面内容:CANopen主程序、数据发送模块和数据接收模块。其中,数据接收和发送模块作为子VI供主程序调用。

  4.1 CANopen主控面板程序设计

  主控面板的设计主要包括:CANopen报文的组建及打包发送,以及CANopen报文的接收显示。

  4.1.1 CANopen报文打包

  根据标识符分配表及主从节点设置定义了各报文的ID号,如图3所示,通过labview分支结构实现报文类型的选择,并按照数据帧格式要求定义了发送的数据内容,包括高低8位ID、数据长度、远程帧标志以及8 B数据,通过捆绑送入CANWrite.vi子模块发送到VISA接口。

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  4.1.2 CANopen报文解析

  CANopen报文的解析是实现监控面板的重点,实现过程为:将从VISA接口接收的数据按照CANopen报文格式进行组建;判断接收的报文是远程帧还是数据帧;将接收的数据帧累积;对累积的数据帧依次进行格式转换,完成数据显示(见图4)。

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关键词: 虚拟仪器 CANopen协议 监控面板

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