最新工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-20 22:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 成，其檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運放及一個肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補償功能，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)換后送到與門的一個輸入端，與門的另一個輸入為使能端，當(dāng)使能端為高時與門輸出高電平，經(jīng)輸出三極管反向后光電隔離器輸出低電平。當(dāng)輸入信號電流小于觸發(fā)閾值或使能端為低時，輸出高電平，但這個邏輯高是集電極開路的，可針對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 10MBit/s。②擺率高達 10kV/us。③扇出系數(shù)為 8。④邏輯電平輸出。⑤集電極開路輸出。 CAN 總線驅(qū)動器 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（論文）7達 1Mbit/s 的位速率在兩條有差動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度第二種是斜率模式當(dāng)使用非屏蔽的總線電纜時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 和單片機之間的數(shù)據(jù)通信通過單片機 PO 口進行，數(shù)據(jù)接收信號采用中斷方式，以提高數(shù)據(jù)處理的實時性。CAN 控制器SJA1000 通過總線驅(qū)動器 PCA82C250 連接在物理總線上。PCA820C250 器件提供對總線的差動發(fā)送能力和 CAN 控制器的差動接收能力。 SJA1000 的 TXO 和RXO 通過高速光耦 6N137 與 82C250 相連，實現(xiàn)了收發(fā)器與控制器之間的電氣隔離，保護智能節(jié)點核心電路工作安全，并實現(xiàn)了總線上各 C A N 節(jié)點間的電氣隔離?？稍诳偩€入口處并接雙向穩(wěn)壓管，限制線路上可能出現(xiàn)的短時尖峰過電壓，增加共模抑制線圈，以消除共模信號的干擾。信號傳輸?shù)綄?dǎo)線的站點時，會發(fā)生本科生課程設(shè)計（論文）8反射，干擾正常信號的傳輸，可在 CAN 總線兩端并接 2 個 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（論文）9圖 CAN 總線通信模塊電路本科生課程設(shè)計（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，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，它具有 3 引腳 T092 小體積封裝形式，溫度測量范圍為55 攝氏度到 125 攝氏度，可以滿足本次設(shè)計 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。其與單片機的連接如圖 所示。圖 溫度模塊電路本科生課程設(shè)計（論文）11 報警模塊報警功能是現(xiàn)場的舵機加載系統(tǒng)油源溫度超過預(yù)定的報警限額時，節(jié)點控制器就必須能夠及時地進行報警。如圖 是一個簡單實用的蜂鳴器報警電路。當(dāng)舵機加載系統(tǒng)油源溫度超過預(yù)定報警限額時單片機 口將給出高電平，就能驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出警報。圖 報警模塊電路 風(fēng)機和電磁溢流閥驅(qū)動模塊固態(tài)繼電器(SOLIDSTATE RELAYS)，簡寫成“SSR”，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點開關(guān)器件，它利用電子元件(如開關(guān)三極管、雙向可控硅本科生課程設(shè)計（論文）12等半導(dǎo)體器件)的開關(guān)特性，可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點開關(guān) ”，它問世于 70 年代，由于它的無觸點工作特性，使其在許多領(lǐng)域的電控及計算機控制方面得到日益廣范的應(yīng)用。本次設(shè)計中當(dāng)現(xiàn)場的舵機加載系統(tǒng)油源溫度超過預(yù)定的報警限額時，由固態(tài)繼電器來驅(qū)動風(fēng)機和電磁溢流閥工作冷卻油溫。其原理如圖 所示。圖 3,.8 風(fēng)機和電磁溢流閥驅(qū)動模塊電路 設(shè)計總電路圖本次設(shè)計的總電路圖如圖 所示。本科生課程設(shè)計（論文）13+GQpF OKUsdxJHZ本科生課程設(shè)計（論文）14圖 設(shè)計總電路圖本科生課程設(shè)計（論文）15第 4 章 軟件設(shè)計 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和媒體訪問控制子層MAC。邏輯鏈路子層LLC的主要共恩呢該是，對總線上傳送的報文實行接收濾波，判斷總線上傳送的報文是否與本節(jié)點有關(guān)，哪些報文應(yīng)該為本節(jié)點所接收；對報文的接收予以確認；為數(shù)據(jù)傳送和遠程數(shù)據(jù)請求提供服務(wù)；當(dāng)丟失仲裁或被出錯干擾時，邏輯鏈路子層具有自動重發(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)幀或遠程幀時，則通過邏輯子層發(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。它負責(zé)執(zhí)行總線仲裁、報文成幀、出錯檢測、錯誤標(biāo)定等傳輸控制規(guī)則。MAC子層要為開始一次新的發(fā)送確定總線是否可占用，在確認總線空閑后開始發(fā)送。在丟失仲裁時退出仲裁，轉(zhuǎn)入接收方式。對發(fā)送數(shù)據(jù)實行串行比，對接收數(shù)據(jù)實行反串行比。完成CRC校驗和應(yīng)答校驗，發(fā)送出錯幀。確認超載條件，激活并發(fā)送超載幀。添加或卸除起始位、遠程傳送請求、保留位、CRC校驗和應(yīng)答碼等，即完成報文的打包和拆包。通信是通過以下5 種類型的幀進行的。? 數(shù)據(jù)幀? 遙控幀? 錯誤幀
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