3HAC3349-1

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 CAN接口适配器是上位机与伺服单元数据传输和控制的桥梁，伺服单元采集现场的数据通过总线传给上位机，实现实时监视和控制。 

   数字伺服系统网络硬件与软件设计 

   CAN总线接口硬件电路 

   数控系统上位机采用研华公司PCL-841卡实现CAN总线通讯，伺服驱动系统采用TI公司TMS320LF2407A片内CAN控制器[3>。该控制器全面兼容CAN2.0B协议，具有标准和扩展标识符，有数据帧和远程帧，2407A片内CAN总线控制器与CAN物理总线接口采用82C250驱动器芯片。82C250采用阻抗为120Ω双绞线作通讯介质，信号采用差动接收和发送模式，抗干扰能力强，高通讯速率可达1Mbps。有三种不同工作方式:高速、斜率控制和待机。本系统采用斜率控制，以降低射频干扰。为了增加抗干扰能力，保护CAN控制器，在TMS320LF2407A与82C250之间加高速光电隔离器，光电隔离器采用HP公司HCPL-2630芯片，速度为10MHz，电路如图2所示。



   CAN总线网络控制软件包括网络应用层协议、节点功能流程和编码等的配置和设计[4>。 

   邮箱初始化配置 

   包括对管脚的配置、波特率的设定、邮箱的收发配置等。首先，配置MCRB寄存器，将IOPC6和IOPC7引脚配置成特殊功能，即CANRX和CANTX;其次，配置MDER寄存器，即配置邮箱使能和邮箱2～3功能;后，对屏蔽ID寄存器进行配置，可以屏蔽任意位ID，这种寄存器只对接收邮箱起作用。 

;CAN邮箱初始化配置 
CAN_INIT: 
LDP#DP_PF2 
LACL MCRB 
;配置CAN引脚 
OR#0C0H 
;IOPC6,IOPC7配置为特殊功能:CANRX,CANTX 
SACLMCRB 
;CAN位定时器配置 
LDP #DP_CAN 
SPLK#0040H,MDER;MD2 =1,MBX2为发送方式 
SPLK#0FFFFH,CAN_IFR 
;清全部CAN中断标志 
SPLK#07FFFH,LAM1_H 
;设置邮箱2、3屏蔽ID寄存器0 
SPLK#0FFFFH,LAM1_L;则ID必须匹配 

波特率设定 

   主要与3个寄存器有关，即SCSR1（系统控制和状态寄存器1）、BCR1（位配置寄存器1）和BCR2（位配置寄存器2）。配置前要确定波特率和晶振频率，当对位定时器进行配置时，CAN控制器必须处于复位模式下，即CCR=1。 

SPLK #1000H,MCR;CCR=1改变配置请求 
W_CCE:BITGSR,#0Bh;等待改变配置使能 
BCNDW_CCE,NTC;当CCE=1时即可配置BCR2、BCR1寄存器 
SPLK#01H,BCR2;波特率预分频寄存器 
SPLK#0033H,BCR1;波特率设置为1M 
LACLMCR 




邮箱收发配置 

   在数据域改变前首先要禁用邮箱，然后置位数据域，改变请求。再设置邮箱ID和信息控制寄存器。若是发送邮箱，则在数据域存放预发送数据，若是接收邮箱，则清空接收缓存。 

;写CAN邮箱内容前寄存器设置 
LDP#DP_CAN 
SPLK #0040H,MDER ;不使能邮箱,邮箱2设为接收方式 
SPLK #0103H,MCR;CDR=1,数据区改变请求 
;写CAN邮箱内容 
LDP#DP_CAN2 
SPLK #2447H,MSGID2H;设置邮箱2控制字及ID 
;IDE=0,AME=0,AAM=0 
;标准方式为MSGID2H[12～2> 
SPLK#0FFFFH,MSGID2L 
SPLK#08H,MSGCTRL2;设置控制域 
;数据长度DCL=8,RTR=0数据帧 
SPLK#00000H,MBX2A;邮箱2信息初始化 
SPLK#00000H,MBX2B 
SPLK#00000H,MBX2C 
SPLK#00000H,MBX2D 
SPLK#2447H,MSGID3H;设置邮箱3的标识符 
SPLK#0FFFFH,MSGID3L 
SPLK#08H,MSGCTRL3;RTR=0,DCL=8 
SPLK#02211h,MBX3A;邮箱3信息初始化 
SPLK#04433h,MBX3B 
SPLK#06655h,MBX3C 
SPLK#08877h,MBX3D 
;写CAN邮箱内容后寄存器设置 
LDP#DPCAN 
SPLK#0480H,MCR;DB0=1,AB0=1,STM=0 
SPLK#04CH,MDER;ME3=1,MBX3发送,ME2=1接收 
SPLK#0F7FFH,CAN_IMR;中断MBX3无效,MBX2使能, 
;中断优先级 
SPLK#0FFFFH,CAN_IFR;清全部中断标志 
RET 

   邮箱中断设置CAN模块专属中断寄存器有CAN_IFR和CAN_IMR，使用方法与一般中断寄存器相同。但TMS320LF2407A 采用二级中断方式，高优先级模式的CAN邮箱中断对应INT1，高优先级CAN错误中断对应INT2;而低优先级CAN邮箱中断和CAN错误中断都对应INT5。所以在程序中要开放对应一级中断。接收帧ID的读入在接收事件中，通常一个邮箱要接收多节点帧。因此，信息帧ID的读出也很重要。不管有没有屏蔽，所接收信息帧的ID会被置入MSGIDnH和MSGIDnL，但接收邮箱的ID并没有改变[5>。 

    程序框图如图3所示,实验程序使用邮箱2接收，邮箱3发送。通讯软件可以采用查询方式或中断方式，主要包括CAN控制器初始化程序、接收邮箱与发送邮箱设置、发送程序、接收程序。



发送程序只需要设定发送控制寄存器相应位;接收程序要完成: 

读取已接收的邮箱标识符格式; 
读取接收的标识符; 
读取接收的数据长度; 
读取接收的数据值。 

上位机通过适配器与CAN总线连接，用VC6.0编写监控软件，并定义上位机作为局域网操作服务器，用户通过它可以对各个伺服单元进行操作。 

结语 

   CAN总线具有良好的网络通信功能、高可靠性、抗干扰能力强且经济实用，是一种很有前途的现场总线技术。它的应用将为分布式运动控制提供一种新的解决方案，会受到人们越来越多的重视。新一代的智能数字伺服系统通过CAN总线于开放式数控系统互联，是运动控制领域发展的一个重要方向


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