电液伺服机构与CAN总线接口设计

　　2)A/D模块

　　A/D模块将导弹电液伺服机构位移检测装置输出的反馈信号转化为数字量以便于计算机进行处理。系统的控制精度在很大程度上取决于检测反馈装置的精度。根据伺服机构的反馈参数和系统性能指标要求，本设计中采用美国AD公司生产的AD674A模数转换芯片。它是一个12位逐次逼近型快速A/D转换器，转换速度最大为15微秒。AD674A片内配有三态输出缓冲器电路，因而可以直接与各种典型的8位或16位处理器相连，而无须附加逻辑接口电路，且能与CMOS及TTL电平兼容。

　　3)处理器模块

　　本设计中处理器采用PC/104嵌入式计算机，因为它具有很快的运算速度，所以它主要为接口提供高速的数据运算与处理功能，这些数据包括弹上计算机通过总线送来的控制数据和通过模数转换模块采集的位移检测装置的输出量，处理器将它们进行处理和综合，形成输出量来控制作动筒的动作。

　　4)双向驱动及时序控制模块

　　CAN控制器SJA1000的地址总线和数据总线是按照INTEL的8位单片机总线规范设计的，与PC/104总线不能直接相连，中间要经过双向总线驱动电路和时序转换电路进行两种总线信号的切换，即将PC/104总线的数据总线和I/O地址总线经过总线驱动器和时序转换变成SJA1000的数据/地址复用总线，这里边有一个关键的时序切换问题。控制总线的信号也要经过相应的转换才能驱动总线控制器SJA1000。转换电路原理框图如图3所示。

　　图3中细实线表示数据线和地址线，粗实线表示控制线，细虚线表示片选信号。

　　在本设计中，数据总线和地址总线分别通过两个八总线收发送器74HC245连接到CAN控制器SJA1000的数据、地址复用总线上。74HC245是8位的总线收发送器，具有三态输出，可以进行双向的数据传送。这中间用可编程逻辑芯片GAL16V8设计了一个时序控制逻辑电路，控制两片74HC245的工作，进行时序切换，并避免数据和地址产生可能的冲突。片选信号是由一片74H688产生的，74H688是一个8位的数值比较器/等值检测器。通过波段开关来设定I/O地址，用74HC688来比较PC/104总线上的地址信息和设定的I/O地址是否相同，如相同则对SJA1000产生片选信号。控制总线的信号切换也是由可编程逻辑芯片GAL16V8来实现的。

　5)通信模块

　　CAN总线通信模块由CAN控制器SJA1000、光电隔离器6N137、CAN收发器82C250组成，如图4所示。

　　a)SJA1000是PHILIP公司生产的标准CAN总线控制器，它在软硬件设计上完全兼容基本CAN总线控制器PCA82C200，具有和它完全兼容的引脚和协议CAN2.0A，二者可以替换。另外，它还支持总线扩展协议集CAN2.0B。它有两种工作模式：基本模式和扩展模式。在基本模式下，它有32个工作寄存器，而在扩展模式下，它有127个工作寄存器。本设计选用基本工作模式，即支持CAN2.0A协议。CAN控制器一方面具有与微控制器接口的功能，另一方面还能完成CAN通信协议所要求的全部功能。

　　b)82C250是CAN总线收发器，它是控制器和物理总线间的接口。CAN控制器的传送和接收端不允许与总线直接相连，原因是：当网络内某个节点未加电或发生故障时，将影响整个网络的正常工作。另外，若总线出现短路故障时，CAN控制器的输出驱动器有可能损坏。所以，在实现应用中必须在CAN控制器与总线之间设置一个接口电路。82C250能提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。82C250还具有很强的驱动能力，能增大通信距离(最远可达10Km)，可以进行斜率控制以降低射频干扰，具有瞬间抗干扰能力。它有三种工作模式：高速模式、斜率控制模式和待机模式。本设计中采用了斜率控制模式，通过在8引脚上接一个18欧姆的电阻来控制总线上的斜率。

　　c)6N137是一个TI公司生产的高速光电隔离器，它具有较高的速度，可以满足系统的要求，采用光电隔离电路以后，总线驱动器与总线控制器分别供电，隔断了二者的电气连接，进一步提高了抗干扰性能。