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一种多视觉传感器控制系统的实现

一种多视觉传感器控制系统的实现

点击数:7323 次   录入时间:03-04 11:41:32   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术
  5.1 CAN节点硬件接口

  CAN总线接口硬件部分主要由微控制器、CAN控制器和CAN收发器构成。CAN控制器实现了CAN通讯中物理层和数据链路层的功能,提供了与微控制器和总线的物理线路接口,这样用户只需编写符合自己通讯和控制要求的应用层协议即可。本系统中微控制器使用Philips公司的8位增强型单片机P89C668,CAN控制器和总线驱动器用的分别是Philips公司的SJA1000、PCA82C250来构成典型的CAN通讯节点。其硬件电路图如图3所示:

  电路的核心部分是P89C668单片机,它以80C51为内核,具有ISP(在系统编程)和IAP(在应用编程)功能的片内Flash存储器,片内Boot ROM包含底层FLASH编程子程序,以实现通过串行口下载升级程序,拥有8K字节RAM(可外扩到64K)和64K字节FLASH ,还有4个中断优先级、8个中断源和4个8位I/O口,可方便地进行各种片内操作和片外扩展。CAN控制器相对于微控制器来说相当于一个存储器I/O映象设备,SJA1000片内有模式寄存器、状态寄存器、命令寄存器、中断寄存器和收、发寄存器等。单片机就是通过读写这些寄存器来实现对SJA1000的控制,芯片的TX0、TX1、RX0、RX1引脚用于CAN总线的接口,SJA1000的12M晶振由P89C668的外部晶振产生电路同时提供;PCA82C250是控制器与物理总线的接口,可提供对总线的差动发送和接收功能,其TXD、RXD引脚分别接收和发送经驱动后的信号,再由CANH、CANL接至总线传输介质(这里采用双绞线)上,同时还要注意CANH、CANL之间要加上120欧姆的终端匹配电阻才能保证总线的正常通讯。

5.2 CAN节点的软件设计

  CAN总线智能节点的软件设计主要包括三个部分:CAN节点初始化、报文发送和报文接收。CAN节点的通讯实质上就是对CAN控制器内部各寄存器进行读写,由于这些寄存器或发送、接收缓冲器均有确定的地址,CPU可通过外设访问指令对它们进行读写操作。系统上电复位后,CPU对SJA1000的各个控制寄存器写入相应控制字信息,以完成CAN控制器的初始化。本例中,系统软件采用结构化程序设计方法,程序具有较好的模块性和可移植性,对于不同的检测系统和应用环境,可以方便地进行程序重组。编程语言采用单片机C语言Keil C51,它具有较高的效率,可读性好,能够有效减轻系统软件编程的工作量。

  CAN总线通讯的成功与否重点是SJA1000的初始化设置,初始化程序通过将CAN控制器的寄存器写入控制字,确定CAN的工作方式。用P89C668的P2.7作为片选信号与SJA1000的CS引脚相连,SJA1000的片内寄存器和P89C668单片机寄存器是重叠编址的,因此SJA1000寄存器寻址时要定义成片外RAM寻址。下面给出了CAN节点的初始化程序:
  Init_Can (void)
  { MODE = 0x09; file://进入复位模式,对SJA1000进行初始化;
  CDR = 0x88; file://选择PeliCan;
  CMR = 0x0C; file://清除数据溢出和释放接收缓冲器;
  IER = 0x03; file://开放接收中断和发送中断;
  ACR0 = 0x66;
  ACR1 = 0x66;
  ACR2 = 0x66;
  ACR3 = 0x66; file://根据具体的协议定义设置验收码寄存器;
  AMR0 = 0xFF;
  AMR1 = 0xFF;
  AMR2 = 0xFF;
  AMR3 = 0xFF; file://根据具体的协议定义设置验收屏蔽寄存器;
  BTR0 = 0x41;
  BTR1 = 0x1B; file://12MHz晶振下,设置波特率为200kbps;
  OCR = 0XAA;
  EWLR =0x60;
  RBSA = 0x00; file://RX缓存器起始地址寄存器设置为0;
  TXERR= 0x00; file://发送错误接收器设置为0;
  ECC =0x00; ?
  MODE= 0x08; file://单向滤波方式,进入正常模式,初始化完毕;

  由于视觉传感器测控系统要进行视觉检测多为在线检测,实时性要求较强,这里各传感器节点采用中断接收方式接收上位机的控制命令,节点初始化后,当一帧信息经过出错检测确认为正确信息后装入接收缓冲器,SJA1000的INT脚会产生中断信号,该信号连接到单片机P89C668的外边中断0引脚,在外部中断0中断处理程序中判别该信息的标志符如果是本节点地址,便读出接收缓冲器的数据并保存在RAM中,中断接收程序框图如下:

  系统中发送报文采用查询方式,传感器节点在收到主控机的数据请求命令后发送数据,发送模块首先进行状态查询,判定总线是否空闲,如空闲,则将目的节点地址写入发送标志符寄存器,数据写入发送缓冲器,完成一帧CAN信息发送。

  CAN信息格式分为信息和数据两部分,头两个字节是信息部分,其前11位为标志符,标志符的前八位用作接收判断,应包含本信息包的目的节点地址,然后是一位RTR位(0为数据帧,1为远程帧,本例使用数据帧),最后是四位的DLC。其余八个字节为是数据部分,存有实际要发送的数据。本例中只用到前两个数据,第一个表示传感器地址,第二个字节表示选择传感器里的两路摄像机中的哪一路采集图像。

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