CAN总线在组合机床电控系统通信中的应用 (图)
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现代组合机床装备了大量的电子设备来满足加工精度、加工速度等要求，如果采用常规的点到点方式，直接把12v/24v电源连到负载设备上(如电机、液压泵等)，用开关使电路闭合，势必造成导线数量不断增加，而有限的布线空间则在相对减少。此外,这些电控单元还要进行复杂的控制决策运算，包括从周边设备收集信息，发出控制命令，再根据反馈的信息做下一步的决策等。这一过程需要不同的电控单元之间进行通信，彼此影响。这些是不能通过简单的连接所能实现的。
有多种信息传输手段可以实现不同的电控单元之间的通信，如常用的rs-232、rs-485和can。rs-232虽然应用广泛，但是传输速率较低，传输距离较短，抗干扰能力较差，而且最重要的是它只适合点对点的连接方式；rs-485也是一个常用的通信规范，它可以实现半双工的总线型的网络，总线上允许连接多收发器，即具有多站能力；而can(控制器局域网)具有现场总线的特征，与rs-485相比，can的信号形式更适合于热插拔，而且它的网络层协议在满足模块间通信高实时性要求的同时，与定时触发的tip相比更适合不定时传送信息的要求。can继承了集散控制系统(dcs)的优点，可以更方便地构建模块间通信网络。
本文介绍利用can总线，实现组合机床电控系统间通信的系统设计与应用，给出模块控制器以及监控pc机的can总线接口的硬件设计，和应用层协议软件的设计思路。
系统的描述
● 系统的组成及网络结构
系统的组成如图1所示，系统由监控主机、并联组合机床电控的数据采集模块和can总线组成。
本文研究的组合机床采用了上述can总线接口的微处理器系统。该系统包括数据采集和加工过程控制两部分，前者由挂接在can总线上的数据采集单元完成，主要是从总线上收集有关组合机床的运行数据(由组合机床上的控制单元提供)，进行一些基本的数据处理和诊断，如有关传感器、执行器是否失效，然后将有关数据和加工状况存储在扩展的eprom中，在适当时刻将存储的数据通过rs232总线上传到监控主机(pc)进行分析。实际上可以直接把pc机挂接在can总线上。加工过程控制运行在pc机上，主要是处理由数据采集系统发送的数据，如动力头转速、进给量、切削深度等。这种分层处理的好处在于可以更好地利用pc数据处理能力以及已有的一些控制软件资源，并且可以脱机处理。
监控主机通过can总线从各模块获取现场控制数据，监控整个系统的工作状态，控制各模块的投入和退出，完成人机对话，响应近端和远端的操作。
各个组合机床电控单元间以及模块与监控主机之间通过can连接通信，通信网络拓扑结构采用总线式结构。
这种结构的特点是多个节点共用一条传输线，结构简单、成本低；采用无源抽头连接，可靠性高。信息的传输采用can通信协议，线路利用率高。传输介质为双绞线，如需进一步提高抗干扰能力，还可在控制器和传输介质之间加接光电隔离。
● 硬件介绍
硬件包括tms320lf2407a与can总线的接口、监控机与can的接口。其中lf2407a与can总线的接口如图2所示。
由于lf2407a内嵌can控制器，因此它的can总线接口只需一个完成电平转换和线路驱动的驱动器pca82c250t。pca82c250t是can协议控制器和物理总线的接口，对总线提供差动发送能力，对can控制器提供差动接收能力，完全符合“iso11898”标准。在can总线的网络终端，总线上需加一个120ω的匹配电阻。
监控机使用了工业控制用pc机，与can的接口用一块can总线通信接口适配卡实现，适配卡插在pc机的扩展槽内。
● lf2407a的can控制器
lf2407a的can控制器是一个16位的外设模块，可以通过设置或读取内部寄存器来访问can控制器。lf2407a的can控制器由可编程位定时器和6个邮箱组成。邮箱方式是can控制器的特点，邮箱是一个48×16位的ram空间，此空间分为6个邮箱，每个邮箱由邮箱标识寄存器、邮箱控制寄存器及4×16位的存储空间组成，其中邮箱0和邮箱1是接收邮箱，邮箱4和邮箱5是发送邮箱，而邮箱2和邮箱3则可随意配置成发送或接收邮箱。cpu以统一的内存编址来访问这些邮箱寄存器。
lf2407a的can控制器支持can2.0协议，有自动重发功能，支持数据帧和远程帧，数据收发采用邮箱方式，可工作在标准模式和扩展模式，有可编程位定时器，可编程实现总线唤醒功能，可对中断配置编程。tms320lf2407a芯片的这些特点方便了系统功能的实现。
can网络发送周期
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