基于CAN总线的电梯主控系统软硬件设计

　　由于LPC2294 的144 脚封装、极低的功耗、多个32 位定时器、8 路10 位ADC、4 路CAN、PWM 通道以及多达9 个外部中断使它们适用于汽车、工业控制应用以及医疗系统和容错维护总线。LPC2294 包含至少76（使用了外部存储器）~至多112（单片）个GPIO口。由于内置了高速的串行通信接口，它们也非常适合于通信网关、协议转换器以及其它各种类型的应用。

2.2 CAN 模块电路

　　在电梯控制系统中，往往是一栋大楼中使用多台电梯构建一个由多台电梯组成的群控系统。在一台电梯控制系统内部主控系统要与轿厢板、外召板之间进行通信；在各电梯之间由群控板负责收集各台电梯运行状态和电梯负载量然后根据相应的算法进行派梯，这样就使得控制系统中的通信压力较大。由于LPC2294 内部带有4 路CAN 控制器，使得该处理器很适合应用于电梯控制系统中。

　　各路CAN模块电路基本一致，从微控制器中CAN控制器上引出输入/输出引脚RD/TD 到CAN 收发器TJA1050 相应的管脚上。为了减少终端反射对系统的影响，需要在每路CAN 总线的两最远端各加上120Ω的终端电阻。从通信角度看，电梯控制系统的设计是以主控系统为中心的CAN 通信系统的设计，因而在主控系统在设计的时，给每条CAN 总线的CANH 和CANL 之间添加上了120Ω的终端电阻是必要的。另外由于系统中的供电采用的是24V 的标准工业用电，而这非电子元器件的承受电压范围，因而避免在工程施工中接线错误对系统致命破坏，设计的时候在CANH 和CANL 口线上添加了TVS 管。如图3 所示。

　　图3 CAN 模块电路。

　　CANH 和CANL 输出到GND 的匹配电容C1 和C2 经常被用于提高抗电磁干扰的性能。相应噪声源的阻抗和CANH 和CANL 对地的电容组成了一个RC低通滤波器，在抗干扰的性能的问题上电容的值应该尽可能大，才能获得低的角频率。另一方面输出级的整个电容负载和阻抗为数据信号建立了一个低通滤波器。因此相关的角频率要比数据传输频率高。这使电容值必须由节点的数量和数据传输频率决定。当TJA1050 的输出级阻抗大约是20Ω，总线系统有10个节点，速度是500kbit/s 则电容的值不应该超过470pF.

2.3 光耦输入电路

　　在电梯电气控制系统中主控系统为了电梯不发生安全事故，安全稳定地运行，因此要实时地从电梯安全保护系统中采集电梯井道信号。对于实时性要求非常高的输入开关量直接通过光耦输入到主控系统，如开/关门限位、上/下强减、上/下限位、光幕、门锁、抱闸反馈等开关量信号。另外为了减小输入信号对微控制器的影响，在微控制器端对这些开关量信号，采用了光耦隔离其电路原理图如图4 所示。

　　图4 光耦输入电路。

　　当然部分的对实时信号要求不是特别高的输入信号如消防、锁梯、直驶、满载、超载等，可以通过轿厢板或者外召板以同样的方式采集，然后通过CAN 总线传递给主控制系统。

　　2.4 继电器输出电路

　　在电梯的输出模块中，为了减小外部电路对微控制器系统的影响，采用了以2803 驱动继电器的开关量输出形式。如主输出、开/关门输出、抱闸输出、蜂鸣器、到站钟、电源管理、锁梯辅助、消防基站、超载指示、上行/下行指示。对于电梯中输出信号，与输入信号类似可以通过CAN 总线把信号传递给轿厢板或者外召板，然后采用以相同继电器输出形式输出。

2.5 其他模块