DSP-LF2407A和CAN总线组成的分布式电机控制系统

系统结构

本系统为一个基于分布式现场总线CAN总线进行通讯，以DSP为微控制器的电机控制系统。为一个具有DSP的高速处理能力和CAN总线通信的高性能和高可靠性的优点结合起来的分布式工业控制系统。系统设计主体分为两部分：其一执行部件：LF2407-A控制电机动作；其二为网络通讯：CAN实现分布式监控通信。

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图 3 系统结构框图

其系统结构主要可分为三层：第一层、PC机与CAN总线接口层----实现PC机与CAN通讯总线之间的可视化操作控制，以PC-CAN----智能型CAN总线通讯适配卡实现；第二层、CAN总线与DSP控制器LF2407接口层----实现CAN总线和LF2407-A板的CAN控制器的物理接口和通讯；第三层、LF2407的I/O口与步进电机的驱动接口----实现对LF2407-A板的电气隔离保护和步进电机的大电流驱动，完成电机的实际动作。

PC机作为该系统的上位机，有效的利用PC机计算能力强、容量大、人机界面良好的优点。PC-CAN是具有高性能价格比的智能CAN总线通讯适配卡，它使PC机方便的连接到CAN总线上，实现CAN总线与主机PC的高速数据交换。PC-CAN上自带光电隔离，保护PC机避免由于地环流的损坏，增强系统在恶劣环境中使用的可靠性。

PCA82C250: 为LF2407内嵌式CAN 控制器与CAN 总线的接口收发器。8脚，高速，可达1Mbps传输速率。它提供了对CAN总线的差动发送能力以及对CAN控制器的差动接收能力。

图5 DSP 2407－A与步进电机驱动接口

驱动电路接口实现了DSP芯片与步进电机之间的电气隔离，保护了DSP芯片的安全性，又完成了从DSP输出弱电流（不足10mA）到步进电机驱动所需的大电流（+1.5A）的转换，提供电机所需驱动电流。其中，TLP521为DSP与步进电机之间的光电隔离耦合器，它起了电平隔离作用，保护了DSP芯片，又完成了信号转换。RIF530 为VMOS管，是步进电机的驱动电流开关。

CAN 总线物理层：CAN 的物理链接通信介质可采用双绞线、同轴电缆或光纤。采用非破坏性的基于优先权的总线仲裁方式。在本系统中，以双绞线作为通信介质。