CAN总线在基于ARM嵌入式数控系统中的应用

来源：万方数据

2014/4/3 11:40:21

利用CAN总线的实时性和可靠性来提高数控机床的性能C上位机采用控制器S3C241 U,通过SF T串行通讯接口，实现MCLJ与CAN总线控制器之间的通讯。由MCu传输的数据经过CAN控制器的处理，转换成符合CAN2Q协议的标准格式，以报文形式发送到CAN总线土的相关节点，完成对六轴伺服电机的运动控制。

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本文关键字： CAN总线嵌入式数控系统

CAN是一种多主方式的串行通讯总线，与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有可靠性、实时性和灵活性。因此，CAN已经在汽车、航空、工业控制、安全防护等领域得到了广泛应用。

目前，在数控机床通讯方面，采用较多的是PROFIBUS，完全采用CAN总线通讯方式的目前还没有。本系统采用32位ARM处理器，对CAN总线通信系统进行了尝试。

1 系统构成

图1所示为基于ARM 9多处理器六轴嵌入式数控系统，它具有以下特点：

1)六个伺服电动机各由一个下位机控制。上位机和下位机均以ARM9微控制器为核心，对其API接口进行扩展，通过CAN总线电路进行通讯，组成全数字式的数控系统；

2)上位机还包含了键盘输入、LED显示、LCD显示与触摸屏控制、RS23}串口和以太网接口以及USB接口等电路：

3)数控系统所必需的机床面板信号控制与显示等各个结构模块电路包括指令触发与开关量控制PLC， ADC与DAC等电路控制等)均通过CAN总线由上位机控制。

2 CAN控制器硬件结构

CAN控制器硬件电路如图2主要由ARM 9芯片微控制器S3C X410， CAN总线控制器MCP2515，CAN总线收发器MCP2551、高速光藕6N 137和5V电源隔离模块HDN 1-555等组成。

MCU通过SP胺口与MCP25巧进行通信。通过使用标准SP读写命令对寄存器进行读写操作。SPI系统使用四个I/O引脚，它们是主机输入从机输出数据线MISO、主机输出从机输入数据线MCSI串行时钟9CK和低有效的选择线器本系统采用的S3C241 D微处理器包括两路SPI每一路分别有两个8位转移寄存器，用来发送和接收数据。

MCP25l 5是一款独立的CAN控制器，支持CAN 20B技术规范中所定义的标准数据帧、扩展数据帧及远程帧标准和扩展)，有三个发送缓冲器和两个接收缓冲器，支持(0，0)和(1，1) SPI模式。MCP2515内部提供了六个帧过滤寄存器和两个屏蔽寄存器，对于帧Id的过滤最长可达29位。在本设计应用时每个节点可以设置一个独有接收滤波条件，同时设置若干种公共接收滤波条件。这使得MCP2515在应用于六轴数控机床中，可以实现点对点、一点对多点及全局广播等几种信息的发送方式。

MCP2551是一个可容错的高速CAN收发器，为CAN协议控制器提供差分收发能力。

责编：李玉琴