【正文】
the elevator’s running location is detected by the infrared binate tubes. Stepper motor is the executive ponent. MCU controls the speed and direction of the stepper motor by inputting pulse signals to its drive chip L298. LCD displays the realtime information of elevator’s running status. Key Words: ATmega128 microcontroller, stepper motor, drive chip L298, infrared detection circuit.1. INTRODUCTIONA fourfloor elevator system module is designed in this paper. The object of elevator system module is shown in figure 1. The size of the model and the distance between the layers are shown in the figure. The system model provides an intuitional and thorough description for the construction and action principle of elevator, and gives a platform for the further research of the new elevator control technologies. It has a certain reference in relevant professional experiments teaching. It can be chosen as a teaching model for university teachers when they instruct stepper motor’s drive and control. In addition, the model has a certain value for research and development of highrise elevator control software.2. SYSTEM STRUCTURE AND WORKING PRINCIPLEThe basic structure diagram of the elevator positioning control system model is shown in Figure 2. The model includes MCU control module, stepper motor drive module, infrared detection module, LCD module and keys module. The elevator’s running path is set up by keys。s Manual. Revision , 2000[3]MOTOROLA Bosch Controller AreaNetwork Protocol Standard[S], 1996[4], . Performance Enhanced Can Like Network[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2000,47(4):951963[5], . Perez, . A Can busbased safetycritical distributed areoengine control systems architecture demonstrateor [J]. Microprocessors and Microsystems, 1999, 23(9): 345355[6], . The feasibility study of SRU/LRU for air vehicle munication network based on CAN bus[J]. Journal of Aeronautics, Astronautics and Aviation, 2010,42(1): 5766[7], . Development of a novel sensor less longitudinal road gradient estimation method based on vehicle CAN bus data[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2007,12(3):375386[8][M].北京:北京理工大學出版社, 2003[9] CAN 總線研究與應用. [J].自動化技術與應用,(4):3335[10]鐘勇, 鐘志華等. 電動汽車CAN總線通用協(xié)議的應用研究[J]. 汽車工程, 2006, 28(5): 422426[11]任哲,尹智勇,張圍. 汽車CAN總線控制器設計[J]. 微計算機信息, 2007,23(8): 262264[12]王智磊, 李彥. 混合動力電動汽車CAN總線開發(fā)實踐[J].電子技術應用, 2006,1:9294[13]曹曉琳, 王登峰等. 汽車CAN總線數(shù)字組合儀表設計[J]. 汽車工程, 2010, 32(1):8689[14] 總線原理和應用系統(tǒng)設計[M].北京:北京航空航天大學出版社,1996[15]黃歡, 吳建平等. 基于CAN總線的核醫(yī)療設備測控系統(tǒng)設計[J]. 核電子學與探測技術, 2009, 29(2):336339.[16]張兵, [J].系統(tǒng)仿真學報2009, 21(6):15871590[17]劉應吉, 張?zhí)靷b, 聞邦椿. 基于CAN總線和PSA模型的AMT在線故障診斷系統(tǒng)[J]. 東北大學學報(自然科學版), 2008,29(2):255257[18]Philips Semiconductors. SJA1000 Standalone CAN controller. 2000[19]Philips Semiconductors. PCA82C250 CAN controller [20]國兵,[M].天津:天津大學出版社, 2008[21][M].北京:中國水利水電出版社, 2007.[22][J].化工自動化儀表, 2003,30(4):16[23][D]. 武漢科技大學,2009[24][D].南京理工大學, 2008附錄1 文獻翻譯A Design of Elevator Positioning Control System ModelZhang Yajun, Chen Long, Fan LingyanSchool of Electronics amp。③ 與實際工業(yè)生產(chǎn)相結合,滿足成本和性能要求。主要包括以下幾個方面:① 構建一個技術平臺,對汽車CAN總線網(wǎng)絡進行調(diào)試。CAN總線技術在以后的車身控制中有良好的應用前景。⑤ (SAEJ1939),制定了自己的應用層協(xié)議;系統(tǒng)經(jīng)過測試后,在性能方面具實時性高、可靠性好、抗干擾行強等優(yōu)點;但是也存在著數(shù)據(jù)傳輸效率低的缺點。為保證軟件運行的可靠性,文中針對軟件的干擾因素進行了分析并提出了相應的抗干擾措施。文中針對CAN底層通訊程序進行了較詳細的設計,從而保證系統(tǒng)各單元間的正常通訊。③ 闡述了程序設計的思路和方法,并采用模塊化的編程思想對車身CAN控制系統(tǒng)主要程序進行了設計。并給出總線節(jié)點電路的設計以及電源電路的設計,針對一些干擾,采取了相應措施。并對它們在CAN總線控制系統(tǒng)中的應用進行了敘述,對本設計中控制器和收發(fā)器的合理選擇進行了分析。本文完成了以下主要工作:① 總結CAN總線技術在汽車控制系統(tǒng)中的特點和優(yōu)勢,分析了CAN總線系統(tǒng)的結構原理和通信方式以及CAN總線的通信協(xié)議。為了提高信號的利用率,要求大批量數(shù)據(jù)信息能在不同的電控單元中共享,同時汽車綜合控制系統(tǒng)中大量的控制信號也能實時進行交換,傳統(tǒng)布線已不能滿足這種要求。圖65為系統(tǒng)整體聯(lián)調(diào)實物圖。如圖64所示。 顯示模塊調(diào)試主站收到從站返回的數(shù)據(jù)信息通過12864進行顯示。 CAN通信測試CAN網(wǎng)絡建立以后,通過示波器就能監(jiān)測到在CAN總線上的一幀幀數(shù)據(jù)信息。 從站4液位測量從站4采集液位信息,其中液位傳感器用一組超聲波傳感器,將采集的液位信息傳遞到CAN網(wǎng)絡上去。 從站1溫度采集從站1通過DS18B20將溫度采集并由1602液晶顯示出來,當從站1收到主站對其發(fā)送的輪詢信號時,從站1就會將DS18B20采集到的溫度發(fā)送到CAN網(wǎng)絡上去。為了準確的對錯誤進行定位,可使用連續(xù)加斷點運行方式來調(diào)試這類程序,即利用斷點來逐漸縮小故障范圍,直至最終確定出錯誤位置并加以排除[21]。一般情況下,即使在單步運行調(diào)試中無錯誤,最后也要連續(xù)運行調(diào)試,以防止某些錯誤在單步運行調(diào)試時被掩蓋。為了提高調(diào)試效率,一般采取先使用斷點運行方式以查看程序運行中間結果。(3)“先單步后連續(xù)”,調(diào)試好程序模塊的關鍵是實現(xiàn)對錯誤的正確定位及正確的修改,準確發(fā)現(xiàn)程序中錯誤的最有效的方法是采用單步或斷點運行方式調(diào)試程序,單步運行可以了解被調(diào)試程序中每條指令的執(zhí)行情況及程序運行中間結果,這樣就可很容易發(fā)現(xiàn)程序設計的錯誤。每個程序模塊調(diào)試完后,將相互有關聯(lián)的程序模塊逐一組合起來加以調(diào)試,以解決在程序模塊連接中可能出現(xiàn)的邏輯錯誤。(2)“先分塊后組合”,分別對與硬件關聯(lián)度大和無關聯(lián)或關聯(lián)度小的程序模塊進一步采用分模塊調(diào)試,以提高軟件調(diào)試的有效性。(1)“先獨立后聯(lián)機”,與硬件有關部分的軟件調(diào)試同樣采取各功能模塊獨立調(diào)試的方法,當所有功能模塊全部調(diào)試完成后,就可進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。軟件是硬件的靈魂,沒有軟件最好的硬件也不可能工作,但軟件要能很好地運行又必須要以硬件為基礎,沒有相應的硬件支持,軟件的功能便蕩然無存。軟件調(diào)試的一般方法是“先獨立后聯(lián)機,先分塊后組合,先單步后連續(xù)”。再次檢測各器件的電壓值和電流值,直到整個電路能正常工作為止,通電檢查結束。首先分塊進行通電檢查,各電路板先各自加上外接電源(最好有電壓、電流指示)檢測有無短路及半短路現(xiàn)象(電源電流不合理),然后逐點檢查各器件的電源腳電壓值是否正確。應該注意檢查:l)元器件是否安裝正確—元器件性能、規(guī)格、數(shù)值及耐壓、器件管座方向、電解電容方向、晶體管管腳等;2)各塊電路板上的電源線與地線是否有短路,各器件管腳尤其是電源腳及地線腳連線是否正確;3)印刷電路版與轉接插頭之間連線是否符合預定安排;4)各電路板之間的信號線、地線、電源線的連接,線路規(guī)格、接地點等是否符合預定要求,電源總線和地線之間的阻值等等。即先焊接PCB上貼片封裝元器件,后焊接直插元器件;先焊接體積較小的元器件,后焊接體積較大的元器件。第六章 系統(tǒng)調(diào)試通過第四章、第五章的硬件和軟件的設計,實現(xiàn)了節(jié)點內(nèi)部的功能,本章主要將焊接好的電路板進行聯(lián)機調(diào)試,最終實現(xiàn)CAN通信網(wǎng)絡節(jié)點間的通信。汽車電器網(wǎng)絡為例,闡述了控制軟件設計流程。從而簡化系統(tǒng)軟件開發(fā)過程。經(jīng)驗證,通過采取上述一些設計方案,系統(tǒng)的抗干擾能力大大提高了。為了防止這種情況的發(fā)生,使用了看門狗電路。③ 程序運行監(jiān)視系統(tǒng)。所謂軟件陷阱,就是一條引導指令強行將捕獲的程序引向一個指定的地址,在那里有一段專門對程序出錯進行處理的程序。② 軟件陷阱。當CPU受到干擾后,往往將一些操作數(shù)當作指令碼來執(zhí)行,引起程序混亂。本設計采取的相應對策使發(fā)現(xiàn)失常狀態(tài)后及時引導系統(tǒng)恢復原始狀態(tài)。外部設備接收到一個被干擾的錯誤信息后還沒有作出反應,一個正確的輸出信息又來到,就可以及時防止錯誤動作的產(chǎn)生。2)數(shù)字信號輸出的軟件抗干擾措施對于輸出的開關量控制信號,采取要多次重復輸出同一數(shù)據(jù)。這些方法有程序濾波、中值濾波、算數(shù)平均濾波、去極值平均濾波、加權平均濾波、滑動平均濾波、低通濾波等。同樣,運用CPU的運算、控制功能也可以實現(xiàn)頻率濾波,完成類似模擬濾波器的功能,這就是數(shù)字濾波。采用軟硬件結合的方法,以取得較為滿意的抗干擾效果。此外,對程序作仔細的時效分析,有效地設置WDT復位。3)當強干擾改變PC值的時候,會破壞程序的正常運行。一般而言,硬件上已具備一定抗干擾能力的系統(tǒng),在工業(yè)現(xiàn)場運行時,干擾還會有以下幾種現(xiàn)象出現(xiàn)[22][24]:1)在數(shù)據(jù)采集過程中,因為模擬信號的采集與傳輸受到干擾,致使數(shù)據(jù)采集的誤差加大。在采取相應的硬件抗干擾措施外,還可以充分利用微處理器的軟件資源,通過軟件編程進一步增強系統(tǒng)的抗干擾性能,以彌補硬件之不足。初始化完成后分機均處于監(jiān)聽狀態(tài),采用中斷方式工作,測溫分機接收上位機命令,向DS18B20發(fā)出地址匹配命令幀,進入等待狀態(tài),每一幀數(shù)據(jù)位都對應著不同意義,若地址匹配成功則進行響應分機,否則繼續(xù)等待,直到等待超時而重發(fā)命令。系統(tǒng)軟件采用模塊化程序設計,主從式結構通信方式。其對時序及電特性參數(shù)要求較高,必須嚴格按照它的時序要求去操作。圖57 DS18B20工作流程系統(tǒng)以ROM 命令和存儲器命令的形式對DS18B20 操作。圖55 超聲波傳感器模塊工作時序圖圖56 超聲波測距流程圖 溫度采集流程DS18B20 以單總線協(xié)議工作,測溫分機首先發(fā)送復位脈沖命令,使信號線上所有的DS18B20 芯片都被復位,接著發(fā)送ROM 操作命令,使序列號編碼匹配的DS18B20 被激活進入接收內(nèi)存訪問命令狀態(tài);內(nèi)存訪問命令完成溫度