巡检控制器系统硬件的设计脚轮轴承
2022-07-07 14:43:35 伟业五金网
巡检控制器系统硬件的设计
巡检控制器系统硬件的设计 2012： 巡检控制器主要由前端调理电路、A／D转换电路、缓冲放大电路、CAN通信电路以及光耦隔离等电路组成。如图2所示，前端调理电路完成蓄电池电压的采集和调理，该电路完成电压信号的采集和匹配，将其转换成能被A／D芯片接受的信号。A／D转换电路将采集来的电压信号进行模数转换，转换成C8051F040芯片可以处理的数字信号。光耦隔离电路完成信号的电气隔离作用。缓冲放大电路完成驱动信号的放大从而控制继电器连接或切除某个蓄电池。C805 1F040主控芯片完成数据处理、系统控制，是整个控制器的核心。CAN通信电路实现。下位机与上位机的CAN通讯。 指示灯电路包括电源指示灯、运行指示灯和通讯指示灯，能够让现场的人员了解系统的运行状态。 1 前端调理电路设计 前端调理电路的输入电压是蓄电池两端的电压，采用差分比例运放电路实现对蓄电池电压进行采集。通过前端电阻的分压保证运放输入端的电压不超过基准电压。运放输出端再分别接一个100 Q的电阻和0．0 l口F的电容进行限流和去耦。 2模数转换器(ADO)的使用及其接口设计 本系统的模数转换器选用T工公司的高速串行转换芯片TLC2543，转换时问为10 口 S，转换结果具有12何的长度，对于本系统的电压范围具有足够高的精度。有ll路模拟输入通道，只需要4根线与单片机相连，分别为地址线DIN，数据线DO口T，时钟线CLK与片选线CS。其中AIN0～AINIO为11个模拟信号的输入端；CS为为片选端；DATA工N为串行数据输入端，用于选择下一个即将被转换的模拟信号；DATA O口T为转换后的1 2为串行数据输出端；EOC为转换结束位，时序控制好的话可以选择不接；l0 CLOCK为输入／输出时钟端，用于控制数据的串行输入与输出；REF+与REF一分别为止负基准电压端，用于设置模数转换的基准电压。本系统需要采集20节蓄电池的电压，所以使用了两片TLC2543C，其中CS、DATA工N、10 CLOCK为共用的，数据输出端DATA O口T是独立的。TLC2543的止基准电压REF+为2．5V，负基准电压REF一为0V，转换数据精度为l2何。 3 CAN总线通信电路 C8051F040的单片机内部集成有CAN控制器，但是这只是协议控制器，不能提供物理层驱动，所以在使用时还要外加CAN总线收发器，这里使用的CAN总线收发器是Phi l ip s公司的PCA82C250收发器。PCA82C250收发器对总线提供差动发送能力，对CAN协议控制器提供差动接收能力。如图3所示，C80 51F040微控制器通过ANTX、CANRX管脚经过光耦隔离后与PCA28C250收发器的数据接收发送端口连接，从而实现CAN通信功能的接口便件。 由CP口通过软件控制内部集成的CAN协议控制器结合PCA82C250接收和发送相关的报文数据以及相应的数据处理。CAN收发PCA82C250是完全符合IS01 1898标准。它具有高速率(最高达1Mb／s)抗瞬问T扰并且有保护总线的能力。通过采用斜率控制可降低射频T扰(RFI)。芯片所用的差分接收器具有抗宽范围的共模T扰和抗电磁T扰(EMI)等作用，另外还有过热保护以及防止电池和地之问的短路保护。该芯片所具有的低流待机模式能使未上电的节点不会对总线有任何的影响。它是市场上较为常用的收发器，性能完全可以满足系统的要求。