基于ARM与CAN的主机遥控系统智能控制器的设计

摘 要： 现场总线技术（FCS）和微机控制技术在船舶自动化领域的应用越来越广泛。以ARM 7 微控制器LPC2292 为控制核心，设计了一种基于CAN 总线的主机遥控系统智能控制器，给出了智能控制器的硬件设计和数据采集、CAN 总线通信的软件设计，通过CAN 接口模块实现对主机的机旁控制箱、集控台信号板、齿轮箱、黑匣子的通信与控制，上位机通过网络接口模块对柴油机的运行状况进行监控，通过友好的人机界面对方便地修改柴油机的运行参数，使其具有更广泛的适用性，并对硬件抗干扰措施进行了探讨，在实验调试过程中,运行状况良好,工作稳定。关键词：ARM；CAN 总线；以太网；智能控制器1. 引言 随着现代船舶自动化的发展，船舶主机遥控系统采用微机控制已经成为主流，如荷兰博瑞斯公司的Mega-Guard,德国西门子的SIMOSIMAC 55[1-2]等，特别是嵌入式技术的发展，8位，16 位或32 位单片机逐渐代替微机完成信号采集和处理功能，通过现场总线完成系统设计。PROFIBUS 以其特有的优点在工业现场中得到了广泛的应用，如作为SIMOSIMAC 55系列控制核心的西门子S7 系列就大量的使用PROFIBUS 作为其现场总线，原本应用于汽车领域CAN 总线，由于其良好的性能及独特的设计, 越来越受到人们的重视，应用范围目前已扩大到自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业等领域[3]。与一般的通信总线相比，CAN 控制器以多主方式工作，总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,易构成冗余结构, 而且CAN 节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。因此本文采用CAN 总线作为主机遥控系统的现场总线，这对于航行安全性要求较高的船舶来说，在一定程度上提高主机遥控系统的可靠性和灵活性。 由于主机遥控系统的检测点数较多，主控芯片的数据传输以及数据运算量都比较大，如图1 所示，如果采用一个8 位或16 位主控芯片处理所有的通信以及控制功能，容易使主控芯片在数据通讯量以及数据处理量较大的时候发生控制时序冲突，无法保证控制系统的可靠性和实时性，因此本文选用具有32 位微控制器LPC2292 作为主控芯片。基于ARM与CAN的主机遥控系统智能控制器的设计全文阅读