【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)配置1=在采樣點(diǎn)對(duì)總線(xiàn)進(jìn)行3次采樣0=在采樣點(diǎn)對(duì)總線(xiàn)進(jìn)行1次采樣PHSEG12:05:3相位段1位時(shí)間長(zhǎng)度：（PHSEG+1）*TQPRSEG2:02:0傳播段長(zhǎng)度：（PHSEG+1）*TQ表36 CNF1配置寄存器3的功能描述CNF3字節(jié)描述—7未用：讀作‘0’WAKFIL6喚醒輸入引腳濾波使能位1=喚醒輸入引腳濾波使能；0=喚醒輸入引腳濾波禁止—5:3未用：讀作‘0’PHSEG22:02:0相位段2長(zhǎng)度（PHSEG2+1）*TQ 注：相位段2的最小有效設(shè)定為2TQ中斷MCP2515具有8個(gè)中斷源。CANINTE寄存器中包含了使能各個(gè)中斷源的中斷使能控制位，如表37所示。CANINTF寄存器中包含了各個(gè)中斷源的中斷標(biāo)志位，如表38所示。表37 CANINTEI中斷使能寄存器的功能描述CANINTEI字節(jié)描述MERRE7報(bào)文錯(cuò)誤中斷使能1=報(bào)文接收或發(fā)送錯(cuò)誤中斷；0=中斷禁止WAKIE6喚醒中斷使能1=CAN總線(xiàn)活動(dòng)中斷；0=中斷禁止ERRIE5錯(cuò)誤中斷使能1=EFLG錯(cuò)誤狀態(tài)變化中斷；0=中斷禁止CANINTEI字節(jié)描述TX2IE4發(fā)送緩沖器2為空，中斷使能1=TXB2為空時(shí)中斷；0=中斷禁止TX1IE3發(fā)送緩沖器1為空，中斷使能1=TXB1為空時(shí)中斷；0=中斷禁止TX0IE2發(fā)送緩沖器0為空，中斷使能1=TXB0為空時(shí)中斷；0=中斷禁止RX1IE1接收緩沖器1為滿(mǎn)，中斷使能1=RXB1裝入報(bào)文時(shí)中斷；0=中斷禁止RX0IE0接收緩沖器0為滿(mǎn)，中斷使能1=RXB0裝入報(bào)文時(shí)中斷；0=中斷禁止表38 CANINTFI中斷標(biāo)志寄存器的功能描述CANINTF字節(jié)描述MERRF7MERRF：報(bào)文錯(cuò)誤中斷標(biāo)志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無(wú)等待處理的中斷WAKIF6WAKIF：?jiǎn)拘阎袛鄻?biāo)志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無(wú)等待處理的中斷ERRIF5ERRIF：錯(cuò)誤中斷標(biāo)志位（EFLG寄存器中有多個(gè)中斷源）1 = 有等待處理的中斷；0 = 無(wú)等待處理的中斷TX2IF4TX2IF：發(fā)送緩沖器 2 空中斷標(biāo)志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無(wú)等待處理的中斷TX1IF3TX1IF：發(fā)送緩沖器 1 空中斷標(biāo)志位1 = 有等待處理的中斷 ；0 = 無(wú)等待處理的中斷TX0IF2TX0IF：發(fā)送緩沖器 0 空中斷標(biāo)志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無(wú)等待處理的中斷RX1IF1RX1IF：接收緩沖器 1滿(mǎn)中斷標(biāo)志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無(wú)等待處理的中斷RX0IF0RX0IF：接收緩沖器 0滿(mǎn)中斷標(biāo)志位1 = 有等待處理的中斷；0 = 無(wú)等待處理的中斷工作模式MCP2515具有5種工作模式。分別為配置模式、正常模式、睡眠模式、監(jiān)聽(tīng)模式、回環(huán)模式。各種模式的設(shè)置在CANCTRLCAN控制寄存器中進(jìn)行，該控制寄存器的功能描述見(jiàn)表39。表39 CANCTRLCAN控制寄存器的功能描述CANCTRL字節(jié)描述REQOP2:07:5工作模式設(shè)定000=正常工作模式；001=休眠模式010=回環(huán)模式；011=監(jiān)聽(tīng)模式100=配置模式EQOP不設(shè)定為其他任何值，任何其他設(shè)定均為無(wú)效注：上電復(fù)位后，REQOP=b‘111’，表示配置模式被請(qǐng)求ABAT4報(bào)文發(fā)送中止設(shè)定1=請(qǐng)求中止所有等待發(fā)送的發(fā)送緩沖器0=終止報(bào)文發(fā)送中止請(qǐng)求—3未使用：讀作‘0’CLKEN2CLKOUT引腳使能設(shè)定1=CLKOUT引腳使能；0=CLKOUT引腳禁止CLKPRE1:01:0CLKOUT引腳預(yù)分頻器設(shè)定00=FCLKOUT=系統(tǒng)時(shí)鐘頻率/1；01=FCLKOUT=系統(tǒng)時(shí)鐘頻率/2；10=FCLKOUT=系統(tǒng)時(shí)鐘頻率/4；11=FCLKOUT=系統(tǒng)時(shí)鐘頻率/8；MCP2515正常運(yùn)行之前，必須進(jìn)行初始化。只有在配置模式下，才能對(duì)器件進(jìn)行初始化。初始上上電之后，器件自動(dòng)進(jìn)入配置模式，進(jìn)入配置模式后，所有的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器將被清零。MCP2515的休眠模式時(shí)為了降低器件的功耗，在MCP2515進(jìn)入休眠模式時(shí)，SPI接口仍正常工作。監(jiān)聽(tīng)模式使MCP2515可以接收包括錯(cuò)誤報(bào)文在內(nèi)的所有報(bào)文?；丨h(huán)模式可使器件內(nèi)部發(fā)送緩沖器和接收緩沖器之間進(jìn)行報(bào)文自發(fā)自收，而無(wú)需通過(guò)CAN總線(xiàn)。正常模式為標(biāo)準(zhǔn)的工作模式。在該模式下，器件主動(dòng)監(jiān)視總線(xiàn)上所有報(bào)文，并產(chǎn)生確認(rèn)位和錯(cuò)誤幀。SPI接口SPI接口的全稱(chēng)是“Serial Peripheral Interface”，意為串行外圍接口，是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI 接口主要應(yīng)用在 EEPROM，F(xiàn)LASH，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，AD轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號(hào)處理器和數(shù)字信號(hào)解碼器之間。SPI接口是在CPU和外圍低速器件之間進(jìn)行同步串行數(shù)據(jù)傳輸，在主器件的移位脈沖下，數(shù)據(jù)按位傳輸，高位在前，地位在后，為全雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸速度總體來(lái)說(shuō)比I2C總線(xiàn)要快，速度可達(dá)到幾Mbps。SPI接口是以主從方式工作的，這種模式通常有一個(gè)主器件和一個(gè)或多個(gè)從器件，具體工作方式如圖38所示。其接口包括以下四種信號(hào)：（1）MOSI主器件數(shù)據(jù)輸出，從器件數(shù)據(jù)輸入 （2）MISO主器件數(shù)據(jù)輸入，從器件數(shù)據(jù)輸出 （3）SCLK時(shí)鐘信號(hào)，由主器件產(chǎn)生 （4）/SS從器件使能信號(hào)，由主器件控制圖38 SPI接口通信方式在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信中，SPI 接口不需要進(jìn)行尋址操作，且為全雙工通信，顯得簡(jiǎn)單高效。SPI接口在內(nèi)部硬件實(shí)際上是兩個(gè)簡(jiǎn)單的移位寄存器，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為8位，在主器件產(chǎn)生的從器件使能信號(hào)和移位脈沖下，按位傳輸，高位在前，低位在后。如圖39所示，在SCLK的下降沿上數(shù)據(jù)改變，同時(shí)一位數(shù)據(jù)被存入移位寄存器。圖39 SPI接口信號(hào)電平圖表310列出了SPI所有操作的指令字節(jié)。表310 SPI指令集指令名稱(chēng)指令格式功能介紹復(fù)位1100 0000將內(nèi)部寄存器復(fù)位為缺省狀態(tài)，并將器件設(shè)定為配置模式讀0000 0011從指定地址起始的寄存器讀取數(shù)據(jù)讀RX緩沖器1001 0nn0讀取接收緩沖器時(shí)，在“n，m”所指示的四個(gè)地址中的一個(gè)放置地址指針可以減輕一般讀命令的開(kāi)銷(xiāo)。注：在拉升CS 引腳為高電平后，相關(guān)的 RX標(biāo)志位（）將被清零寫(xiě)0000 0010將數(shù)據(jù)寫(xiě)入指定地址起始的寄存器寫(xiě)RX緩沖器1000 0nnn裝載發(fā)送緩沖器時(shí)，在“a，b，c”所指示的六個(gè)地址中的一個(gè)放置地址指針可以減輕一般寫(xiě)命令的開(kāi)銷(xiāo)RTS1000 0nnn指示控制器開(kāi)始發(fā)送任一發(fā)送緩沖器中的報(bào)文發(fā)送序列RX狀態(tài)1011 0000快速查詢(xún)命令，確定匹配的濾波器和接收?qǐng)?bào)文的類(lèi)型 讀狀態(tài)1010 0000快速查詢(xún)命令，可讀取有關(guān)發(fā)送和接收功能的一些狀態(tài)位位修改0000 0101允許用戶(hù)將特殊寄存器中的單獨(dú)位置1或清零 TJA1050T總線(xiàn)收發(fā)器TJA1050T是控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）協(xié)議控制器和物理總線(xiàn)之間的接口。TJA1050T可以為總線(xiàn)提供不同的發(fā)送性能。TJA1050T的引腳圖如圖310所示。具體引腳功能見(jiàn)表311。TJA1050T有一個(gè)電流限制電路，保護(hù)發(fā)送器的輸出級(jí)，使由正或負(fù)電源電壓意外造成的短路不會(huì)對(duì)TJA1050T造成損壞（此時(shí)的功率消耗增加）。TJA1050T還有一圖310 TJA1050T引腳圖個(gè)溫度保護(hù)電路，當(dāng)與發(fā)送器的連接點(diǎn)的溫度超過(guò)大約165℃時(shí)，會(huì)斷開(kāi)與發(fā)送器的連接。因?yàn)榘l(fā)送器消耗了大部分的功率，所以這個(gè)集成電路的功率消耗和溫度會(huì)較低。但是此時(shí)IC的其他功能仍繼續(xù)工作。當(dāng)引腳TXD變高（電平），發(fā)送器由關(guān)閉狀態(tài)復(fù)位。當(dāng)總線(xiàn)短路時(shí)，尤其需要這個(gè)溫度保護(hù)電路。表311 TJA1050T引腳功能助記符引腳描述TXD1發(fā)送數(shù)據(jù)輸入GND2接地VCC3電源RXD4接收數(shù)據(jù)輸入VREF5參考電壓輸出CANL6低電平 CAN 總線(xiàn)CANH7高電平 CAN 總線(xiàn)S8選擇進(jìn)入高速模式還是靜音模式TJA1050T可以通過(guò)引腳S選擇兩種工作模式：高速模式或靜音模式。高速模式就是普通的工作模式，將引腳S接地可以進(jìn)入這種模式。如果引腳S沒(méi)有連接，高速模式就是默認(rèn)的的工作模式。在靜音模式中，發(fā)送器是禁能的。但I(xiàn)C的其他功能可以繼續(xù)使用。將S引腳連接到VCC可以進(jìn)入這個(gè)模式。靜音模式可以防止在CAN控制器不受控制時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊造成堵塞。當(dāng)引腳 TXD 由于硬件或軟件程序的錯(cuò)誤而持久地為低（電平）時(shí)，“TXD 控制超時(shí)”定時(shí)器電路可以防止總線(xiàn)進(jìn)入這種持久的支配狀態(tài)（阻塞所有網(wǎng)絡(luò)通信）。這個(gè)定時(shí)器是由引腳TXD 的負(fù)跳變邊緣觸發(fā)。如果引腳TXD的低電平持續(xù)時(shí)間超過(guò)內(nèi)部定時(shí)器的值，發(fā)送器會(huì)被禁能，使總線(xiàn)進(jìn)入隱性狀態(tài)。定時(shí)器由引腳TXD的正跳變邊沿復(fù)位。 霍爾傳感器A3144霍爾傳感器分為線(xiàn)性型霍爾傳感器和開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器兩種。線(xiàn)性型霍爾傳感器由霍爾元件、線(xiàn)性放大器和射極跟隨器組成，輸出模擬量。開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級(jí)組成，輸出數(shù)字量。A3144是開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器。其引腳分布如圖311所示。其由電壓調(diào)整電路、反相電源保護(hù)電路、霍爾元件、溫度補(bǔ)償電路、微信號(hào)放大器、施密特觸發(fā)器和OC門(mén)輸出級(jí)構(gòu)成。在磁性元件接近或遠(yuǎn)離A3144的時(shí)候，A3144就會(huì)根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)弱在輸出口輸出脈沖。當(dāng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度變化加快時(shí)，A3144輸出脈沖的頻率也隨之增加。圖311 A3144引腳圖 紅外對(duì)管及ADC0832紅外對(duì)管紅外對(duì)管是紅外線(xiàn)發(fā)射管和紅外光敏接收管的合稱(chēng)。紅外線(xiàn)發(fā)射管類(lèi)型于普通LED，只是它發(fā)出的是不可見(jiàn)的紅外光。是由紅外發(fā)光二級(jí)管矩陣組成發(fā)光體，用紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵）制成PN結(jié)，正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光，其光譜功率分布為中心波長(zhǎng)830~950nm。紅外線(xiàn)接收管是將紅外線(xiàn)光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，它的核心部件是一個(gè)特殊材料的PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上采取了大的改變，紅外線(xiàn)接收管為了更多更大面積的接受入射光線(xiàn)，PN結(jié)面積盡量做的比較大，電極面積盡量減小，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。紅外線(xiàn)接收二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒(méi)有光照時(shí)，反向電流很?。ǎQ(chēng)為暗電流。當(dāng)有紅外線(xiàn)光照時(shí)，攜帶能量的紅外線(xiàn)光子進(jìn)入PN結(jié)后，把能量傳給共價(jià)鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價(jià)鍵，從而產(chǎn)生電子空穴對(duì)（簡(jiǎn)稱(chēng)：光生載流子）。它們?cè)诜聪螂妷鹤饔孟聟⒓悠七\(yùn)動(dòng)，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種特性稱(chēng)為“光電導(dǎo)”。紅外線(xiàn)接收二極管在一般照度的光線(xiàn)照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號(hào)，而且這個(gè)電信號(hào)隨著光的變化而相應(yīng)變化。紅外對(duì)管的外形如圖312所示。圖中白色LED為紅外發(fā)射管，黑色LED為紅外線(xiàn)接收管。圖312 紅外對(duì)管雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0832ADC0832為8位分辨率A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電 輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬 電壓輸入在0~5V 之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò)DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。其引腳圖如圖313所示。CS_：片選使能，低電平芯片使能。CH0：模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。 CH1：模擬輸入通道1，或作為IN+/使用。GND：芯片參考0電位（地）。DI：數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。DO：數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。CLK：芯片時(shí)鐘輸入。Vcc/REF：電 輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。圖313 ADC0832引腳圖 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003A步進(jìn)電機(jī)28BYJ48步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須為脈沖信號(hào)，沒(méi)有脈沖的時(shí)候， 步進(jìn)電機(jī)靜止， 如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號(hào)， 就會(huì)以一定的角度轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。本設(shè)計(jì)采用5VDC步進(jìn)電機(jī)28BYJ48模擬由單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的油路控制信號(hào)，同時(shí)采用ULN2003A作為驅(qū)動(dòng)芯片。28BYJ48為永磁減速步進(jìn)電機(jī)。其主要電氣性能如表312所示。當(dāng)電機(jī)繞組通電時(shí)序?yàn)锳BBCCDDA時(shí)為正轉(zhuǎn)，通電時(shí)序?yàn)镈ACABCAB時(shí)為反轉(zhuǎn)。相應(yīng)的單相繞組通電，四拍正轉(zhuǎn)端口值如表313所示。表312 28BYJ48主要電氣性能參數(shù)型號(hào)電壓相數(shù)步距角減速比直流電阻重量28BYJ485V41:64200Ω40g表313 步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)端口值端口值步數(shù)ABCD0x03111000x06201100x0c300110x0941001使用、控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如圖314所示。圖314 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)框圖ULN2003AULN2003是高耐壓、大電流復(fù)合晶體管陣列，由七個(gè)硅NPN復(fù)合晶體管