导言
由于can总线的体系集成特色，依据轿车车身操控体系的can总线技能运用规模现已远远逾越轿车操控范畴，扩展到了机械工业、家用电器及传感器等各种其它测控范畴，被世界公认为是重要的的工业现场总线。作为运动操控目标，步进电动机作为一种将离散的电脉冲信号转化成角位移的机械履行设备，具有结构简略、成本低、定位精度高和无差错累积等长处，已被广泛运用于各种自动操控体系中。跟着微型计算机和微电子技能的开展，步进电机的这一功用必将得到更为广泛的运用。因而关于can总线的步进电动机操控研讨具有非常显着的现实意义。
2 体系整体规划计划
该体系可由一台pc机作为指令发送主机，经过bus-can接口转化模块接入can总线，各节点是有单片机操控的具有can总线数据收发功用的模块，来操控步进电机驱动器及电机终端。在pc机的运用层依据事前规则的格局把数据由usb接口发送给依据usb总线的通用设备接口芯片ch372的usb-can接口转化模块上的单片机，单片机处理之后，再把数据传送到衔接着各个步进电机驱动器的节点的can总线上，各个节点的操控模块依据接纳到的数据信息进行处理，完结对步进电机的速度、正回转及行程操控。图1为本规划的体系计划图。
图1 体系整体计划图
3 硬件规划计划
体系的硬件包含usb-can接口模块和can节点接纳模块电路的规划。
3.1 usb-can接口模块电路的规划
bus-can接口模块首要是由51单片机、ch372、sja1000及82c250组成，主机经过ch372把数据发送到单片机，单片机再把数据经过sja1000发送到can总线上。图2中给出了从pc机的usb口到can总线的首要元件及其衔接。图2及图3中的vdd、vcc均为+5v直流电源，ch372有支撑两种电源，+5v和+3.3v，本规划中运用的是+5v，能够直接从usb口取得，简化了电路规划。与单片机衔接的ch372和sja1000经过片选信号完结互不干涉的读写进程，完结各自的使命。
图2 usb-can接口转化模块原理图
can操控要完结其功用，有必要具有外围扩展接口，构成完好的can通讯体系，本规划选用pca82c250器材作为can操控器的sja1000和物理总线间的接口，供给总线的差动发送和接纳才能，处理来自canh和canh线的信号，并将处理后的信号传至操控单元的can接纳区。为了维护芯片并进步抗搅扰才能，在操控器sja1000和82c250之间参加高速光电隔离器6n137。can总线网络两头要接120欧姆的匹配电阻，可大大的进步通讯的抗搅扰性和牢靠性。
3.2 can节点模块电路的规划
can节点模块的can接口部分与usb-can接口转化模块的can接口部分的电路规划是相同的，如图3所示。单片机把接纳到的数据处理之后，从p1.0、p1.1表现出来，别离输出电机滚动方向信号和频率及个数必定的pwm脉冲信号供给给电机驱动器，完结电机的操控。为了进步抗搅扰才能，加光电隔离器tlp5621，由于输出的数字信号频率不是很高，tlp5621的转化时刻已满足要求。为了电机运转的安全性，可在电机负载周围适宜的方位设置两个机械急停按钮，负载产生毛病时按下按钮，告诉单片机中止pwm输出，完结电机毛病急停。
图3 can节点模块电路原理图
4 软件规划计划
4.1 通讯协议
pc机客户端运用软件发送相应的操控指令后，使用计算机运用层供给的ch372接口协议，usb端口会顺次向下发送一个或多个双字节的数据信息，两个模块中的单片机处理各自接纳到的数据，完结电机操控。每一个双字节数据位的界说如下：
(1)电机挑选：每一个不同的高字节数据和各个can节点的sja1000中的检验代码寄存器的值一一对应，能够使低字节的操控指令准确的抵达对应的电机驱动器。
(2) 电机启停挑选：1为发动，0为中止。
(3) 电机正回转挑选：1为正转，0为回转。
(4) 电机速度挑选：从00到11别离设有四个档位的速度。经过改动脉冲周期改动速度。
(5) 电机行程挑选：从0000到1111别离代表十六个不同行程的脉冲数。
4.2 软件流程
pc机发送的每一个双字节数据都是先发高字节，后发低字节，usb总线接口芯片ch372选用单向数据流通讯方法，接纳完数据块后，以外部中止请求方法告诉单片机接纳数据，单片机应对后进入中止服务程序，把接纳到第一个双字节数据的高字节写入正处在复位形式的can操控器sja-1000的数据发送缓冲区的标识码字节1的地址，低字节写入can操控器sja1000的数据发送缓冲区的tx数据1的地址，can操控器sja1000由复位形式进入作业形式，并发送数据到can总线，数据发送结束并对方收到后，can操控器回到复位状况，把接纳到的下一双字节数据的高字节写入正处在复位形式的can操控器sja1000的数据发送缓冲区的标识码字节1的地址，低字节写入can操控器sja1000的数据发送缓冲区的tx数据1的地址，can操控器sja1000由复位形式从头进入作业形式，并发送数据到can总线……，直到读到的ch372缓冲区中所有数据发送结束，单片机退出中止，等候下一次中止。图4为转化模块程序流程。
在can节点模块数据接纳端，单片机接纳到saj1000缓冲区的数据后，告诉对方收到数据并清空sja1000接纳缓冲区，然后进行数据处理，经过单片机i/o口操控电机动作，数据处理完后，预备下次数据接纳。图5为can节点模块流程。
图4 usb-can模块流程
图5 can节点模块流程
5 结束语
can现场总线具有通讯间隔远、传输速度快的特色，该体系可完结对电机的全集成数字操控。依据步进电机行程的可控性，本体系可完结对运动目标的准确方位操控。此外，能够在can节点模块上多加几路限位等机械急停按钮，使电机愈加安全、牢靠的运转。
