导言
跟着嵌入式技能的不断发展，高功用、低功耗、低价格的32位RISC芯片的ARM微操控器呈现出微弱的发展趋势，嵌入式体系和现场总线技能结合，结合二者的长处，为传统的选煤技能供给了新的改造计划。将嵌入式技能和现场总线技能彼此交融，规划了一种新的煤块和矸石在线辨认与主动分选体系。
煤矸石在线辨认与主动分选体系
煤块和矸石在线辨认与主动分选体系的原理框图如图1所示。依据选煤工艺要求，本体系主要由下面三大部分构成：
图1 煤矸石在线主动分选体系框图
(1)检测部分：由进料斗、输送带、CCD摄像头、图画数据并重电路等组成。挖掘出来的原煤常含有矸石，有必要将矸石从传送带上挑选出来。CCD摄像头将煤与矸石图画送图画数据并重电路进行转化，转化后的信息送入ARM微操控器，经过CAN总线网络传送到PC机进行处理。
(2)辨认与操控部分：由计算机、ARM微操控器和测控设备组成，它是整个体系的中心。依据形式辨认算法计算出煤和矸石的灰分含量，ARM微操控器辨认和判别出煤矸石后，完结操控动作。假如判别为煤，操控部分不动作，原煤天然落入煤料斗，从煤块通道运走。假如判别为矸石，宣布操控信号，翻开阀门，使矸石落入矸石通道。
(3)分拣组织：由阀门、物料斗和体系供电设备等组成，经过CAN总线网络，完结多个通道的煤和矸石的主动分选和运送。
芯片介绍
AT91M40800
AT91M40800是ATMEL公司依据ARM7TDMI核的16位/32位微操控器系列中具有较高性价比的一款芯片，其间心为高功用的32位RISC(Reduced Intro-duction Set Computer)体系结构，并具有16位(thumb)指令集。经过可编程的外部总线接口(EBI)直接衔接到包含FLASH在内的各种片外存储器，8个优先级的中止向量操控器和片内外围数据操控器明显提高了器材的实时功用。AT91M40800集成了ARM7DMIARMThumb处理器内核，供给了8kB的片内SRAM，8个片选线，32个可编程I/O口，软件可编程的8位或16位的数据总线，最大可寻址空间64MB，两个USART，每个USART有两个专用的外围数据操控器通道，内置可编程的看门狗定时器，8个具有优先级、可独自屏蔽的向量中止操控器，4个外部中止操控寄存器，4个外部中止，包含一个高优先级、低推迟的中止请求，3个外部时钟输入，3通道16位定时器/计数器。
SJA1000
我们煤仓、矸石山与分选车间各自有必定间隔，需求拘押办理和信息处理。而现场总线技能能够把单个涣散的丈量操控设备变成网络节点，以总线为枢纽，把它们衔接成能够彼此交流信息、共同完结主动操控使命的网络体系与操控体系。CAN通讯速率最高可达1Mbps，直接传输间隔最远可达10km(速率5kbps以下)，可挂接设备最多达110个，能够完结多通道一起分选和运送使命。SJA1000是Philips公司出产的独立型CAN总线操控器，用于轿车和一般工业环境中的操控器局域网络，它是Philips公司半导体PCA82C200CAN操控器(BasicCAN)的代替产品，增加了新的作业形式(PeliCAN形式)，能够便利的和不同形式的处理器相衔接，组成CAN操控网络。
硬件接口电路规划
图2 是SJA1000收发器与AT91M40800芯片的接口电路原理图。
图2 SJA1000与AT91M40800接口电路原理图
EPM7128用来完结接口间信号的转化与装备，EPM7128的输入来自AT91M40800的片选信号NCS2，数据线D0～D7，地址A0～A1，读信号NRD，写信号NWE和体系复位信号RST，经过内部的逻辑归纳处理，发生SJA1000所需的功用信号。依据各芯片信号线的要求及端口地址的分配，能够写出CAN总线收发器的输入/输出逻辑关系表达式如下：
CAN=NCS2·A0
CANALE=NCS2•A0•(NRD+NWE)
CANRD=NRD
CANWR=NWE
CANRST=NCS2+RST
选定SJA1000的地址端口为400000H，数据端口的地址为400001H和复位端口地址为400002H。我们CAN操控器SJA1000的地址数据是复用的，经过ALE信号下降沿能够锁存总线上的地址信号。可是AT91M40800的地址总线和数据总线是独自供给的，不能直接与SJA1000的地址数据总线相连。所以要处理SJA1000与AT91M40800的接口问题，关键在于如何将拜访SJA1000所需的信号送入其间。这儿选用的方法是分两次I/O操作完结，第一次往地址端口400000H送入地址值作为SJA1000的单元地址。此刻，片选没有选通，数据锁存在AD0～AD7总线上。第2次拜访数据端口400001H时，SJA1000被选中，在ALE信号效果下将第一次的地址值写入SJA1000，CPU对SJA1000进行读/写操作。复位能够分为体系复位和程序复位两种。体系复位信号RST和程序复位信号在EPM7128中进行逻辑或操作，两者之一有用均可使SJA1000牢靠的复位。
为了确保数据通讯的牢靠性，在CAN总线终端各衔接一个120Ω的终端反射电阻，进行总线阻抗匹配。SJA1000的TX1引脚经过10k8的电阻接地，RX1引脚电平有必要维持在0.5Vcc以上。不然，不能构成CAN总线所需的逻辑电平。假如通讯间隔较近，环境搅扰较小，能够不选用光电阻隔电路6N137，这时，能够将82C251的VREF直接与RX1引脚相连，然后简化了电路。
ARM微操控器与CAN总线的数据通讯
AT91M40800经过外部总线接口(EBI)发生拜访片外存储器和外部器材的信号，EBI支撑不同的拜访协议，可完成对外部器材的单周期拜访，规划中EBI的设置为：(1)挑选8位数据总线 ;(2)挑选规范读协议 ;(3)挑选8个周期的等待时间 ;(4)片选线NCS2的基地址为400000H。一切程序均选用AT91库的C言语编写，它具有可读性强、简略移植、开发简略、调试便利等长处。正确的初始化是程序正常运转的根底，体系的初始化主要是AT91M40800微处理器和SJA1000的初始化(SJA1000作业晶振16M)，初始化流程如图3所示。
图3 通讯软件初始化流程图
序幕
选用ARM微操控器的AT91M40800芯片和CAN总线操控器SJA1000构成的煤矸石在线辨认与主动分选体系，跟传统的MCU作为操控的CAN总线网络比较，是一种新颖的CAN总线网络体系。依据ARM微操控器的嵌入式体系与CAN总线的处理体系具有杰出的实时性、牢靠性和灵活性，为落后的选煤技能供给了一种新方法。
