在现代工业主动化出产中，涉及到各式各样的查验、出产监控及零件丈量、辨认运用等环节，但是通常人眼很难接连、安稳地完结这些带有高度重复性和智能性的作业，一般物理量传感器也较难完结这些功用。而运用光电成像体系收集被检测方针的图画，并经计算机或专用的图画处理模块进行数字化处理。与一般图画处理体系比较，主动光学检测更着重精度、速度，以及工业现场环境下的牢靠性。因而，这儿提出一种依据CAN总线的主动光学检测通讯体系规划方案，该体系规划能够满意PCB主动光学检测操控体系的目标要求。
1 主动光学检测通讯体系分析
主动光学检测体系具有快速准确、可重复性强以及主动化程度高级特色。主动光学检测技能的呈现极大地减轻了人工检测的压力，处理了传统人工检测中的许多问题，提高了产品的检测质量和速度，为工业范畴主动检测供给了革命性的处理方案。
分布式的现场总线能一起满意进程操控和制造业主动化的需求，成为了该主动光学检测体系的最佳挑选。分布式的现场总线操控体系比集散型操控体系更好地表现了 “信息会集、操控涣散”的特色。且分布式操控体系在适用范围、可扩展性、操控速度、体系模块化、可维护性、抗单点毛病等方面具有显着优势。
操控器局域网(CAN)总线是一种在工业操控中运用的总线，带宽运用率高，纠错能力强，而且废除了传统的站地址编码，选用对通讯数据块进行编码，能够多主方法作业;运用非破坏性裁定技能，有用避免了总线抵触;短帧结构，数据传输时刻短，受搅扰的概率低，从头发送的时刻短;每帧数据都有CRC校验及其他检错办法，确保了数据传输的高牢靠性，适用于高搅扰环境下;节点在过错严峻的情况下，具有主动关闭总线功用，使总线上其他操作不受影响;能够点对点，一对多及播送会集方法传送和接纳数据。因而，CAN总线满意该操控体系的数据总线要求。
本规划选用英飞凌开发的16位微操控器系列中的XCl64CS为操控器，并成功地将其运用到PCB板面缺点主动光学检测仪的操控体系。
2 通讯体系整体规划方案
2.1 体系组成原理
主动光学检测体系由上板部分、扫描正面、扫描不和、分拣1、分拣2以及主机共6部分组成，整个体系运用的电机有5类共19个、气缸11个以及各类传感设备若干。整个体系架构如图1所示。
因为整个操控体系对实时性、安稳性以及和谐性要求很高，整个操控形式分为制造标准板形式、单步运转形式以及检测形式，关于形式间转化的灵敏性要求也很高。而分布式操控体系因其具有高牢靠性、开放性、灵敏性、和谐性、操控功用彻底和易于维护等特色，彻底满意本操控体系的要求。
分布式操控体系运用较多的网络拓扑结构有星型、环型和总线型3种。其间星型结构(中心操控型)中一切通讯都经中心操控节点，若中心操控节点有毛病，则整个体系就会瘫痪;环型结构中相邻操控节点次序衔接，构成环路，信息一般仅以一个方向在环上从源节点传送到意图节点，产生毛病时可支撑双向传输，但环路一般关闭，不利于节点的扩大;而总线型结构的一切节点都同享一个公共的物理通道(即总线)，因而网络上的恣意一个节点均可在恣意时刻主意向网络上的其他节点发送信息，且具有推迟小、速度快、易扩展、单个节点毛病影响小的长处。因而，该操控体系选用总线型拓扑结构，如图2所示。
2.2 CAN总线硬件电路规划
为了确保操控体系的技能目标，完结实时数据处理和电路维护功用，并考虑到体系的扩展性，选用16位微操控器系列中的XCl64CS。该芯片尺寸小、运算速度高，并集成有TwinCAN模块，该模块用于操控帧的主动发送和接纳。该模块有2个全功用的CAN节点同享模块的资源，供给32个报文目标，它们可独立分配给2个CAN节点中的恣意一个，还能够组合构成FIFO结构。每个报文目标别离对应有利于滤波的检验屏蔽寄存器。
全CAN功用和FIFO结构的灵敏组合可满意杂乱嵌入式操控运用的实时要求。CAN总线监控功用的增强以及报文目标个数的添加使得CAN的总线通讯处理愈加准确和便利。网关功用答应在2个独立的CAN总线体系之间进行主动数据交流，减轻了CPU负载，提高了整个体系的实时性。2个CAN节点的位守时都从主时钟得到，可经过编程使数据速率到达1 Mb/s，
CAN总线收发器选用英飞凌公司的TLE6250G，支撑传送速率高达1 Mb/s，具有抗瞬变、抗射频和抗电磁搅扰的特性，并具有广泛的作业范围(-40～150℃)，以及短路维护和过温维护功用。详细的CAN总线节点原理图规划如图3所示。
别的，总线衔接时两头各加一只120 Ω的电阻，它们关于匹配总线阻抗起着适当重要的作用，可削减信号反射搅扰。
2.3 CAN总线节点软件规划
CAN总线节点软件规划与整个体系的实时性和牢靠性密切联系。本体系中各部分间的数据交流比较频频，CAN总线上传输的数据帧包含有：1)主机发送的操控指令帧，主机操控着整个体系的作业形式，经过PCB板为好板或坏板的信号来操控分拣1和分拣2的运作;2)各操控部分传给主机的状况信息，将正在上板中、正在出板中或许体系毛病等音讯传给主机，便利操作人员实时了角整个体系信息;3)各操控部分之间的信息交流，如上板部分检测到一批PCB板检测完结，告诉分拣部分出板的信号，任何部分检测到毛病告诉报警信号等。
依据体系的实际情况未编写相应的软件程序。这儿运用的XCl64CS单片机的CAN操控器遵从CAN V2.0B标准。报文缓存单元最多保存32个报文目标，每个目标的最大数据长度为8字节。每个报文目标有一个标识符和自己的操控和状况位集。经过操控相应寄存器来寄存通讯时宣布或许接纳到的数据以及报文寄存器组的设置。对报文寄存器进行初始化之后，报文缓存单元无需CPU监控就能够处理数据的接纳和发送，简化了软件代码的编写。而CPU经过拜访CAN操控器状况寄存器或许由CAN操控器以中止的方法告诉CPU，即可得到当时通讯状况，然后节省了CPU的占用时刻。
2.3.1 CAN操控器的初始化
要完结CAN通讯，首要要对CAN操控器进行正确初始化设置。初始化首要完结下面的作业：节点操控寄存器ACP/BCR的设定;CCE和 INIT置位;过错计数器最大值的设定;节点输出管脚的设定;节点传输速率的设定;给节点装备发送、接纳音讯体。关于XCl64CS，CAN操控器的初始化能够运用DAVE进行装备，来主动生成代码，也能够用户自行编写。初始化流程如图4所示。
以下为相应的程序代码：
2.3.2 CAN操控器的发送和接纳程序
CAN模块初始化成功后，就能够用其来传送报文。节点向总线上发送报文的进程是：将待发送的数据打包成契合CAN协议的帧格局，写入发送缓冲区，并主动发送。数据帧一帧最多只能传输8个字节，大于8个字节的依照每8个字节为一帧传送，剩余缺乏8个字节的补成8个字节。能够在程序中直接调用 CAN_vTransmit函数即可完结发送数据，该函数界说如下：
接纳数据有查询方法或中止方法。这儿选用中止方法，要完结的功用是：进入中止接纳程序，判别中止是否是承受中止;若是将数据读出缓存器并进行判别，再进入相应的指令和数据处理函数。操控器接纳和发送流程如图5所示。
3 结束语
该主动光学检测通讯体系现已完结且经过了联调，数据传送安稳，并已运用于PCB板面缺点主动光学检测仪的操控体系。该主动光学检测通讯体系满意牢靠性和灵敏性的高要求，完结操控体系各单元相对独立，各单元之间的连线简练，使体系操作简略，运用牢靠，取得了杰出的运用作用。
