如何使用DSP和CAN進(jìn)行電機(jī)同步控制系統(tǒng)與通信的資料說(shuō)明

　　本文主要介紹了基于多DSP 的CAN 總線通信電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 利用PC 機(jī)作為監(jiān)控主機(jī)， 采用CAN 總線接口卡實(shí)現(xiàn)CAN 協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層， 最終實(shí)現(xiàn)對(duì)各節(jié)點(diǎn)電機(jī)的監(jiān)控和管理。設(shè)計(jì)充分利用TI 公司TMS320F2407A 的高速運(yùn)算能力和豐富的片內(nèi)外資源， 采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了其有效性和可靠性。

　　傳統(tǒng)的多電機(jī)控制系統(tǒng)適用于要求不高、相對(duì)簡(jiǎn)單、電機(jī)分布比較集中的場(chǎng)合。而對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制中實(shí)時(shí)性、可靠性、可擴(kuò)展性、傳輸距離、傳輸速度等要求較高的場(chǎng)合， 需要采用高傳輸速度、遠(yuǎn)傳輸距離、可靠性較高的通信方式和處理速度快、功能強(qiáng)大、能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜控制策略的處理器。

　　控制器局域網(wǎng)CAN（Controller Area Network）是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。它屬于現(xiàn)場(chǎng)總線范疇， 與現(xiàn)有的其它總線相比， 它是一種分散式、數(shù)字化、雙向、多站點(diǎn)的通信系統(tǒng)， 具有速率高、可靠性好、智能化高、連接方便等諸多優(yōu)點(diǎn)， 在分布式測(cè)試和工業(yè)控制等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)字信號(hào)處理器（ Digital Signal Processor， DSP） 是一種高速專用微處理器， TMS320F2407A 運(yùn)算功能強(qiáng)大， 能實(shí)現(xiàn)高速輸入和高速率傳輸數(shù)據(jù)， 且?guī)AN 總線接口。它專門(mén)處理以運(yùn)算為主且不允許延遲的實(shí)時(shí)信號(hào)， 可高效進(jìn)行快速傅里葉變換運(yùn)算。數(shù)字信號(hào)處理器的精度高， 可靠性好， 其先進(jìn)的品質(zhì)與性能可為電機(jī)控制提供高效可靠的平臺(tái)。

　　鑒于CAN 總線的通信優(yōu)勢(shì)和DSP 的強(qiáng)大處理能力， 利用二者完全可以設(shè)計(jì)完成要求較高的多電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種功能強(qiáng)大、智能化和網(wǎng)絡(luò)化程度較高的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)滿足了工藝復(fù)雜、要求較高的多電機(jī)控制， 它正在興起并成為多電機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

　　基于CAN 總線網(wǎng)絡(luò)的新型多電機(jī)同步控制系統(tǒng)， 采用總線式多主多從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。當(dāng)系統(tǒng)中不僅有工程師層還包括管理層即多個(gè)主節(jié)點(diǎn)時(shí)， 主主通信將實(shí)現(xiàn)不同功能主節(jié)點(diǎn)的交流（ 如圖1） 。整個(gè)控制系統(tǒng)由三部分組成：CAN 總線、上級(jí)PC 機(jī)、DSP 控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PC 機(jī)作為監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控和管理;CAN 總線接口卡完成CAN 協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能， 實(shí)現(xiàn)PC 機(jī)與CAN 總線之間的通信; 各從節(jié)點(diǎn)通過(guò)DSP 完成數(shù)據(jù)的收發(fā)和對(duì)交流電機(jī)的控制。

　　主節(jié)點(diǎn)采用PC 微機(jī)（ 或其他兼容機(jī)） ， 通過(guò)PCI 總線雙路智能CAN 網(wǎng)卡（ 通信適配器） 與CAN 總線相連， 進(jìn)行信息交換。CAN 網(wǎng)卡電路共分為三大部分： 由DS89C420 微處理機(jī)、74LS373 鎖存器、32KB 的RAM62256、32KB 的EPROM27256組成的主機(jī)部分; 雙口RAMIDT7005S35PF 及其控制電路; 由SJA1000、光電隔離電路、82C250 組成的CAN 控制器和CAN 總線接口電路。