基于can總線的步進(jìn)電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 17:26 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 P、位時(shí)序處理邏輯BTL、錯(cuò)誤管理邏輯EML位電路等構(gòu)成。IML接收來(lái)自?xún)?nèi)部振蕩器及復(fù)CPU 的命令，控制 CAN 寄存器的尋址并向主控器提供中斷信息及狀態(tài)信息。 SJA1000引腳圖在設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)電路時(shí),還要注意下面幾點(diǎn): ,這樣可以防止線路間的串?dāng)_。在總線兩端要接2個(gè)總線阻抗匹配電阻。忽略掉它們會(huì)降低總線的抗干擾能力,甚至導(dǎo)致無(wú)法通信。(RS)之間接不同阻值的電阻 ,可選擇三種不同的工 作方式:高速、斜率控制和待機(jī)。在高速工作方式下,發(fā)送器輸出晶體管簡(jiǎn)單地以盡可能快的速度啟閉。在這種方式下,不采取任何措施限制上升和下降斜率。建議使用屏蔽電纜以避免射頻干擾問(wèn)題。通過(guò)將引腳8接地,可選擇高速方式。對(duì)于較低速度或較短總線長(zhǎng)度可用非屏蔽雙絞線或平行線作總線。為降低射頻干擾,應(yīng)限制上升和下降斜率。上升和下降斜率可通過(guò) 由引腳8至地連接的電阻進(jìn)行控制。斜率正比于引腳8上的電流輸出。若引腳8加有高電平則電路進(jìn)入低電流待機(jī)方式。在這種方式下,發(fā)送器被關(guān)掉,而接收器轉(zhuǎn)至低電流。由于在待機(jī)方式下,接收器是慢速的,因此,第一個(gè)報(bào)文將被丟失。,否則,將不能形成CAN協(xié)所要求的電平邏輯。 82C250收發(fā)器CAN控制器的發(fā)送和接收端一般不允許與總線直接相連，這是為了避免網(wǎng)絡(luò)中有節(jié)點(diǎn)未加電而影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作。若總線出現(xiàn)短路故障，CAN控制器的輸出驅(qū)動(dòng)器有可能損壞。所以，在實(shí)際應(yīng)用中必須在CAN控制器與總線之間設(shè)置一個(gè)接E1電路。82C250是PHILlPS公司生產(chǎn)的CAN控制器與物理總線之間的接口，作為驅(qū)動(dòng)器，82C250提供對(duì)CAN總線的差動(dòng)發(fā)送和接收能力。它的主要特性：與ISO／DIS 11898標(biāo)準(zhǔn)完全兼容高速(最高可達(dá)1Mbps)具有抗瞬間干擾，保護(hù)總線的能力具有降低射頻干擾的斜率控制熱防護(hù)防護(hù)電池與地之間發(fā)生短路可有110個(gè)節(jié)點(diǎn)82C250內(nèi)部有一個(gè)電流限制電路，發(fā)生輸出級(jí)對(duì)電池電壓的正負(fù)端短路時(shí)，該電路可保護(hù)發(fā)送器的輸出級(jí)不會(huì)受到損壞。而當(dāng)總線短路，器件的功耗增大使結(jié)溫超過(guò)一定溫度時(shí)，發(fā)送器的兩個(gè)輸出端的電流會(huì)迅速減小，器件的溫度會(huì)隨之下降，而器件的其它部分仍保持正常工狀態(tài)。這一措施很適合于總線短路時(shí)的器件保護(hù)。82C250的兩個(gè)收發(fā)端CANH和CANL在工作時(shí)都只有兩種狀態(tài)，CANH為高電平和懸浮狀態(tài)，CANL為低電平和懸浮狀態(tài)。這樣在由82C250組成的CAN總線網(wǎng)絡(luò)中，兩根總線上也只會(huì)出現(xiàn)這兩種狀態(tài)，因此，即使多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，也不會(huì)產(chǎn)生短路現(xiàn)象。而且82C250的收發(fā)端上都具有抵御強(qiáng)電磁干擾的保護(hù)措施，當(dāng)CANH上的電平過(guò)低或CANL上的電平過(guò)高時(shí)，由二極管、三極管構(gòu)成的保護(hù)電路會(huì)將收發(fā)端CANH和CANL上的電平鉗位。 82C250引腳圖為了進(jìn)一步抑制干擾，CAN總線接口電路中往往采用光電隔離電路，隔離電路一般位于CAN控制器與驅(qū)動(dòng)器之間。，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)電流一電壓轉(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)偷出高電平，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)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)路的針對(duì)接收電路加上拉電阻或電壓調(diào)整電路。若以腳2為輸入腳3接地，這相當(dāng)于非門(mén)的傳輸若希望在傳輸過(guò)程中不改變邏輯狀態(tài)，則從腳3輸入，腳2接高電平。輸入端有A、B兩種接法。分別得到反相或同相邏輯傳輸，其中R為限流電阻。發(fā)光二極管正向電流O250微安，光敏管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管正向壓降注，光敏管導(dǎo)通。若以B方法聯(lián)結(jié),TTL電平輸入Voc1為5V時(shí)，Rf可選500歐左右。如果不加限流電阻或阻值很小，6N137仍能工作，但發(fā)光二極管導(dǎo)通電流很大，對(duì)Vcc1有較大沖擊，尤其是數(shù)字波形較陡時(shí),上升、下降沿的頻譜很寬,會(huì)造成相當(dāng)大的尖峰脈沖噪聲，而通常印刷電路板的分布電感會(huì)使地線吸收不了這種噪聲，其峰一峰值可達(dá)100mV以上，足以使模擬電路產(chǎn)生自激,A/D 不能正常工作。所以在可能的情況下,Rf應(yīng)盡量取大。 6N137結(jié)構(gòu)原理圖 CAN總線接口電路CAN總線接口電路由CAN控制器SJA1000、CAN收發(fā)器82C250、光電隔離器件6N137組成，： CAN總線接口電路步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變的非常的簡(jiǎn)單。正常情況下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比；連續(xù)輸入一定頻率的脈沖時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)的基本參數(shù)： （一）步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語(yǔ)相數(shù)：產(chǎn)生不同對(duì)N、S磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù)。常用m表示。拍數(shù)：完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)。 步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用θ表示。θ=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)*運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*4）=（俗稱(chēng)整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*8）=（俗稱(chēng)半步
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