基于单片机的CAN智能电动执行器的设计

1、基于单片机的CAN智能电动执行器的设计控制器局部网CAN(Controller Area Network)属于现场总线的一种，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，被公认为是最有前途的现场总线之一。 在工业控制系统中，电动执行器是电动单元组合仪表中一个很重要的执行单元。它由控制电路和执行机构两个在电路上完全独立的部分组成，可接收来自调节器的电控信号，将其线性地转换成机械转角或直线位移，用来操纵风门、挡板、阀门等调节机构，以实现自动控制。近年来，随着微电子技术和控制技术的迅速发展，电动执行器也获得了快速发展，特别是国外一些生产厂商在这几年中相继推出了常规的、带现场总线通信协议的智能电

2、动执行器，而CAN智能电动执行器就是最有发展潜力的一种。 本文介绍的CAN智能电动执行器采用无刷直流电机控制，控制精度高，实现了数字化的阀位检测，可提高阀位测量的精度和可靠性，能取代现行普遍采用的电位器和差动变压器模拟测量方法。 控制电路的硬件设计 CAAN智能能电动执执行器的的原理结结构如图图1所示示。图1 CCAN智智能电动动执行器器的原理理结构图图 整个电电路主要要由五个个部分组组成：单单片机PP89CC58为为主的主主机部分分，由SSJA110000、822C2550、光光电隔离离电路等等组成的的CANN总线控控制及接接口部分分，由无无刷直流流电机专专用控制制芯片MMC3330355组

3、成的的电机控控制部分分，阀门门位置检检测部分分和LCCD液晶晶显示部部分。1 CCAN总总线及接接口部分分 CAAN总线线控制及及接口如如图2所所示，主主要包括括独立CCAN通通信控制制器SJJA10000、CANN总线收收发器882C2250和和高速光光电耦合合器6NN1377。 单片片机P889C558首先先对SJJA10000进进行初始始化，控控制SJJA10000实实现数据据的通信信任务。SJAA10000的AAD0AD77连接到到89CC52的的P0口口，CSS连接到到89CC52的的P2.0口，其余的的引脚分分别对应应相连。图2 CCAN总总线及接接口部分分 为了增增强CAAN总线

4、线节点的的抗干扰扰能力，SJAA10000的TTX0和和RX00并不是是直接与与82CC2500的TXXD和RRXD相相连，而而是经高高速光耦耦6N1137后后再与882C2250相相连，这这样就很很好地实实现了总总线上各各CANN节点间间的电气气隔离。82CC2500与CAAN总线线的接口口也采用用了一定定的安全全和抗干干扰措施施，它的的CANNH和CCANLL引脚与与CANN总线之之间各串串联一个个5的的电阻，这样可可起到一一定的限限流作用用，保护护82CC2500免受过过流的冲冲击；还还可以在在CANNH和CCANLL引脚上上并联小小电容，起到滤滤除总线线上的高高频干扰扰和防电电磁辐射射

5、的作用用。82C2550的RRs脚上上接有一一个斜率率电阻，电阻大大小可根根据总线线通信速速度适当当调整，一般在在161400k之之间。 2 电电机控制制电路该电动动执行器器里电机机控制芯芯片采用用了安森森美公司司开发的的高性能能第二代代单元无无刷直流流电机控控制器MMC3330355。该控控制器内内含可用用于正确确整流时时序的转转子位置置译码器器，以及及可对传传感器的的温度进进行补偿偿的参考考电平；同时，还具有有一个频频率可编编程的锯锯齿波振振荡器、一个误误差信号号放大器器、一个个脉冲调调制器比比较器、三个集集电极开开路顶端端驱动输输出和三三个非常常适用于于驱动功功率MOOSFEET的大大电

6、流图图腾柱式式底部输输出器。电机控控制电路路原理模模块如图图3所示示。图3 电电机控制制电路原原理模块块图 该电电机控制制电路的的功能包包括PWWM开环环速度控控制、使使能控制制和正反反转控制制。电机机的转速速控制是是利用44-100位译码码器/驱驱动器774LSS1455的功能能，由单单片机PP89CC58给给出信号号，通过过分压电电路提供供给引脚脚速度电电压来实实现的。 电机机的使能能控制和和正反转转控制信信号也由由单片机机控制，发出电电平信号号给899C20051，进行电电平转换换后输出出给MCC330035相相应的管管脚来控控制电机机的工作作状态。 3 阀阀门位置置检测电电路和液液晶显

7、示示 为了了实现阀阀位的数数字化检检测，在在A/DD转换电电路中采采用了AADI公公司的116位-(电荷平平衡式)A/DD转换器器AD777055。ADD77005包括括由缓冲冲器和增增益可编编程放大大器(PPGA)组成的的前端模模拟调节节电路、-调制器器及可编编程数字字滤波器器等，能能直接将将来自传传感器的的不同摆摆幅范围围内的信信号放大大到A/D转换换器满标标度电压压附近，再进行行A/DD转换，实现了了0.0003%精度的的非线性性16位位无误码码数据输输出；其其增益和和数据输输出更新新速率均均可编程程设定，还可选选择输入入模拟缓缓冲器，以及自自校准和和系统校校准方式式。通过过外接高高精密

8、导导电塑料料电位器器传感器器，由基基准电压压值分压压后所得得电压值值即反映映了阀门门位置值值。 系统采采用TRRULYY公司生生产的112864点点阵液晶晶，它的的所有控控制器、扫描电电路和显显示RAAM集成成于液晶晶屏背面面，并带带有LEED背光光。该模模块采用用单电源源供电，由大规规模点阵阵式显示示控制器器KS001077、液晶晶屏阵列列驱动电电路KSS01008、显显示存储储器和液液晶屏等等4部分分组成。 智能执执行器软软件设计计 软件设设计主要要包括三三个方面面：CAAN总线线通信模模块、电电动执行行器的控控制和LLCD显显示。 CANN总线通通信部分分可将SSJA110000初始化化，在其其初始化化完成以以后回到到正常工工作状态态，将执执行器的的运行情情况通过过总线向向上位机机传送，而且操操作者可可以从上上位机下下达控制制指令来来操作执执行器。 电动执执行器的的控制部部分主要要实现阀阀门的位位