最新工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-20 22:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成，其檢測(cè)器由一個(gè)光敏二極管、高增益線性運(yùn)放及一個(gè)肖特基鉗位的集電極開(kāi)路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補(bǔ)償功能，高的輸入輸出隔離，LSTTL/TTL 兼容，高速(典型為 10MBd)，5mA的極小輸入電流。其工作原理是: 6N137 的結(jié)構(gòu)原理如圖 所示，信號(hào)從腳 2和腳 3 輸入，發(fā)光二極管發(fā)光，經(jīng)片內(nèi)光通道傳到光敏二極管，反向偏置的光敏管光照后導(dǎo)通，經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換后送到與門(mén)的一個(gè)輸入端，與門(mén)的另一個(gè)輸入為使能端，當(dāng)使能端為高時(shí)與門(mén)輸出高電平，經(jīng)輸出三極管反向后光電隔離器輸出低電平。當(dāng)輸入信號(hào)電流小于觸發(fā)閾值或使能端為低時(shí)，輸出高電平，但這個(gè)邏輯高是集電極開(kāi)路的，可針對(duì)接收電路加上拉電阻或電壓調(diào)整電路。圖 6N137 結(jié)構(gòu)原理圖6N137 特性：①轉(zhuǎn)換速率高達(dá) 10MBit/s。②擺率高達(dá) 10kV/us。③扇出系數(shù)為 8。④邏輯電平輸出。⑤集電極開(kāi)路輸出。 CAN 總線驅(qū)動(dòng)器 PCA82C250PCA82C250 收發(fā)器是協(xié)議控制器和物理傳輸線路之間的接口，它可以用高本科生課程設(shè)計(jì)（論文）7達(dá) 1Mbit/s 的位速率在兩條有差動(dòng)電壓的總線電纜上傳輸數(shù)據(jù)，如圖 所示。圖 PCA82C250 原理圖PCA82C250 共有三種不同的工作模式第一種模式是高速模式它支持最大的總線速度和或長(zhǎng)度第二種是斜率模式當(dāng)使用非屏蔽的總線電纜時(shí)可以考慮使用這種模式這種模式的輸出轉(zhuǎn)換速度可被故意降低以減少電磁輻射第三種是準(zhǔn)備模式這種模式在電池供電的應(yīng)用要求系統(tǒng)功率消耗非常低的應(yīng)用中非常有用在準(zhǔn) SJA1000 與 6N137 和 PCA82C250 的連接C A N 通信模塊的硬件設(shè)計(jì)如圖 所示，電路主要由四部分組成，即微控制器 STC 8 9 C 5 2 、獨(dú)立 C A N 通信控制器 SJA1000、CAN 總線收發(fā)器 82C50 和高速光電耦合器 6N137。SJA1000 和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信通過(guò)單片機(jī) PO 口進(jìn)行，數(shù)據(jù)接收信號(hào)采用中斷方式，以提高數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性。CAN 控制器SJA1000 通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)器 PCA82C250 連接在物理總線上。PCA820C250 器件提供對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送能力和 CAN 控制器的差動(dòng)接收能力。 SJA1000 的 TXO 和RXO 通過(guò)高速光耦 6N137 與 82C250 相連，實(shí)現(xiàn)了收發(fā)器與控制器之間的電氣隔離，保護(hù)智能節(jié)點(diǎn)核心電路工作安全，并實(shí)現(xiàn)了總線上各 C A N 節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離?？稍诳偩€入口處并接雙向穩(wěn)壓管，限制線路上可能出現(xiàn)的短時(shí)尖峰過(guò)電壓，增加共模抑制線圈，以消除共模信號(hào)的干擾。信號(hào)傳輸?shù)綄?dǎo)線的站點(diǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)生本科生課程設(shè)計(jì)（論文）8反射，干擾正常信號(hào)的傳輸，可在 CAN 總線兩端并接 2 個(gè) 1 2 0 Ω 的電阻，起到匹配總線阻抗和消除反射的雙重作用。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）9圖 CAN 總線通信模塊電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）10 溫度傳感器模塊系統(tǒng)采用由 DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 DS18B20 型單線智能溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、抗干擾能力強(qiáng)，易配處理器而且 CPU 只需一根端口線就能與 DS18B20 通信等優(yōu)點(diǎn)，它具有 3 引腳 T092 小體積封裝形式，溫度測(cè)量范圍為55 攝氏度到 125 攝氏度，可以滿(mǎn)足本次設(shè)計(jì) 0 攝氏度到 100 攝氏度的要求。它主要有兩種工作方式：寄生電源工作方式和外接電源工作方式。本系統(tǒng)采用外接電源方式。其與單片機(jī)的連接如圖 所示。圖 溫度模塊電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）11 報(bào)警模塊報(bào)警功能是現(xiàn)場(chǎng)的舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度超過(guò)預(yù)定的報(bào)警限額時(shí)，節(jié)點(diǎn)控制器就必須能夠及時(shí)地進(jìn)行報(bào)警。如圖 是一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的蜂鳴器報(bào)警電路。當(dāng)舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度超過(guò)預(yù)定報(bào)警限額時(shí)單片機(jī) 口將給出高電平，就能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。圖 報(bào)警模塊電路 風(fēng)機(jī)和電磁溢流閥驅(qū)動(dòng)模塊固態(tài)繼電器(SOLIDSTATE RELAYS)，簡(jiǎn)寫(xiě)成“SSR”，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)器件，它利用電子元件(如開(kāi)關(guān)三極管、雙向可控硅本科生課程設(shè)計(jì)（論文）12等半導(dǎo)體器件)的開(kāi)關(guān)特性，可達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)無(wú)火花地接通和斷開(kāi)電路的目的，因此又被稱(chēng)為“無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) ”，它問(wèn)世于 70 年代，由于它的無(wú)觸點(diǎn)工作特性，使其在許多領(lǐng)域的電控及計(jì)算機(jī)控制方面得到日益廣范的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)中當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的舵機(jī)加載系統(tǒng)油源溫度超過(guò)預(yù)定的報(bào)警限額時(shí)，由固態(tài)繼電器來(lái)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)和電磁溢流閥工作冷卻油溫。其原理如圖 所示。圖 3,.8 風(fēng)機(jī)和電磁溢流閥驅(qū)動(dòng)模塊電路 設(shè)計(jì)總電路圖本次設(shè)計(jì)的總電路圖如圖 所示。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）13+GQpF OKUsdxJHZ本科生課程設(shè)計(jì)（論文）14圖 設(shè)計(jì)總電路圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）15第 4 章 軟件設(shè)計(jì) CAN 總線協(xié)議參照ISO\OSI 標(biāo)準(zhǔn)模型，CAN分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。而數(shù)據(jù)鏈路層又包括邏輯鏈路控制子層LLC和媒體訪問(wèn)控制子層MAC。邏輯鏈路子層LLC的主要共恩呢該是，對(duì)總線上傳送的報(bào)文實(shí)行接收濾波，判斷總線上傳送的報(bào)文是否與本節(jié)點(diǎn)有關(guān)，哪些報(bào)文應(yīng)該為本節(jié)點(diǎn)所接收；對(duì)報(bào)文的接收予以確認(rèn)；為數(shù)據(jù)傳送和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求提供服務(wù)；當(dāng)丟失仲裁或被出錯(cuò)干擾時(shí)，邏輯鏈路子層具有自動(dòng)重發(fā)的恢復(fù)管理功能；當(dāng)收發(fā)器出現(xiàn)超載，要求推遲一下數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀時(shí)，則通過(guò)邏輯子層發(fā)送超載幀，一推遲接受下一數(shù)據(jù)幀。MAC子層是CAN協(xié)議的核心。它負(fù)責(zé)執(zhí)行總線仲裁、報(bào)文成幀、出錯(cuò)檢測(cè)、錯(cuò)誤標(biāo)定等傳輸控制規(guī)則。MAC子層要為開(kāi)始一次新的發(fā)送確定總線是否可占用，在確認(rèn)總線空閑后開(kāi)始發(fā)送。在丟失仲裁時(shí)退出仲裁，轉(zhuǎn)入接收方式。對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)實(shí)行串行比，對(duì)接收數(shù)據(jù)實(shí)行反串行比。完成CRC校驗(yàn)和應(yīng)答校驗(yàn)，發(fā)送出錯(cuò)幀。確認(rèn)超載條件，激活并發(fā)送超載幀。添加或卸除起始位、遠(yuǎn)程傳送請(qǐng)求、保留位、CRC校驗(yàn)和應(yīng)答碼等，即完成報(bào)文的打包和拆包。通信是通過(guò)以下5 種類(lèi)型的幀進(jìn)行的。? 數(shù)據(jù)幀? 遙控幀? 錯(cuò)誤幀
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