Контролер виконавчого модуля промислової мережі

Контакт Rs дозволяє вибирати три режими роботи:

-високошвидкісний;

-похилого регулювання підсиленням;

-“сон”.

Високошвидкісний режим обирається з'єднуючи контакт Rs з Vss. У цьому режимі вихідний драйвер має швидкий вихід падіння і зростання часу, щоб підтримувати високошвидкісні рівні шини CAN.

Похилий режим керування обмежує час падіння і зростання CANH і CANL. Керується даний режим з'єднуючи зовнішній резистор (Rext) між Rs і Vss. Оскільки струм перш за все визначається Rext значенням опору похилого управління, певна швидкість передачі досягається, застосовуючи відповідний опір.

Режим “сну” під’єднується високий рівень до Rs. У режимі очікування, передавач вимикається і приймач працює з низьким струмом. Контакт приймача в контролера (RXD) все ще функціональний, але буде працювати з меншою швидкістю. Мікроконтроллер може контролювати RXD для шини CAN і перемкнути приймач в нормальне функціонування через контакт Rs.

В табл. 2.2 показані контакти трансивера.

Таблиця 2.2.

Контакти трансивера MCP2551

Номер контактуНазва контактуФункція контакту

1TXDВхід прийом даних з мережі

2VssЗемля

3VDDЖивлення

4RXDВихід надіслані дані

5VREFОпорна напруга вихід

6CANLCAN низький рівень напруги I/O

7CANHCAN високий рівень напруги I/O

8RSПохиле регулювання підсиленням

 

2.2.4. Регістр SN54ALS373A.

Це восьмирозрядний регістр D-типу з 3-стабільними виходами призначений спеціально для керування високо ємнісними або відносно низьким опором навантаження. Він застосовується для реалізації буферних регістрів, портів введення/виведення, двонаправлених керованих шин  і робочих регістрів. Доки регістр активний вхід (LE) в високому стані, Q виходів отримують дані (D) входи. Коли LE в низькому стані, Q виходи замикаються на логічних рівнях встановлених на входах D. 

ОЕ вхід використовується, щоб встановити вісім виходів в логічний стан (високий чи низький), або у високоімпедансний стан (табл. 2.3).

Таблиця 2.3.

Таблиця істинності регістра

ВходиВиходи Q

OELED

LHHH

LHLL

LLXQ0

HXXZ

 

У даному розділі описано функціонування контролера та його основних вузлів. Розглянуто принцип передачі даних по мережі та керування КД. Обрано елементну базу для забезпечення функціонування контролера.

 

 

Основний осцилятор забезпечує стабільне за частотою джерело тактових імпульсів одним з двох способів: зовнішнє несиметричне джерело тактових імпульсів з'єднується з вхідним контактом OSC0, або зовнішній кристал з'єднується через вхід OSC0 і вихід OSC1. Якщо використовується PLL (phase-locked loop) фазове авто налаштування частоти, значення кристалу має бути однією з підтримуваних частот від 3,579545 МГц до 16,384 МГц (включно). Якщо PLL не використовується, кристал може бути будь-який з підтримуваних частот між 1 МГц і 16,384 МГц з ємністю навантаження CL=16 пФ.

Для реалізації синхронізації використовується кварц фірми PANASONIC EFJ-N1605J5B з частотою 16 МГц. Схема підключення показана на рис. 3.1.

 

Рис. 3.1. Схема підключення кристалу для синхронізації

Для CL1 та СL2 рекомендується використовувати високоякісні керамічні конденсатори в діапазоні 5...16 пФ, вони вибираються для того, щоб задовольнити вимоги резонатора або кристалу. СL1 та CL2 зазвичай одніє ємності. Ємність навантаження CL розраховується за такою формулою:

CL = CL1 * CL2 / (CL1 + CL2) + Cstray,

де Cstray – ємність контакту, плати або пов’язана з трасуванням друкованої плати. Зазвичай воно має значення між 2 пФ і 7 пФ. Також заборонено використовувати резонатори з ємнісним навантаженням 12,5 пФ. Якщо Cstray = 5пФ, то підставивши значення у формулу, отримаємо CL1 = CL2 = 22 пФ. Rf (зовнішній резистор зворотного зв’язку) повинен мати значення 1 Мом.

Щоб реалізувати скидання, необхідно на 64-й контакт RST подати логічний нуль. Значення елементів для поточної схеми: Rpu = 10 кОм; Rs = 470 Ом; С1 = 10 нФ.

Схема скидання показана на рис.3.2.

 

Рис 3.2. Схема скидання

Щоб забезпечити живленням контролера, необхідно 4 різні напруги: +12 V, +5 V, +3,3 V, +1,2 V. Всі ці напруги подаються через з’єднувач XS1 типу D-Sub від зовнішнього джерела. Оскільки споживана потужність +3,3 V більша, ніж інші, то на дану напругу у з’єднувачі передбачено два контакти. Решта контактів – земля. Принципова схема розв’язки по живленню показана на рис.3.3.

 

Рис.3.3. Розв’язка по живленню

Кількість керамічних конденсаторів вибиралась з розрахунку 1 конденсатор на 1 лінію споживання.

Мікросхеми DD1 та DD2 постійно активні. Контакт 1 (Output Enable), що спрацьовує по логічному нулю, заводиться на землю.

Трансивер DD3 MCP2551 живиться з мережі через з’єднувач D-Sub (рис 3.4). Живитесь трансивер може від напруги +12V та +24V. Для забезпечення роботи в режимі High Speed контакт Rs під’єднується до контакту 2, тобто землі.

 

Рис.3.4. Під’єднання трансивера до мережі через D-Sub

Опорна напруга +5 V, яка необхідна для контролера L297, забезпечується мікросхемою MAX6150, яка отримує напругу від джерела живлення +12 V. Щоб подати логічну одиницю на вхід CONTROL мікросхеми DD5, необхідно до нього під’єднати живлення через резистор R4 опором 1Ком.

Для уникнення несправностей пов’язаних з неправильним під’єднанням роз’єму живлення та роз’ємів іншого призначення. Роз’єми