如何使用DSP和CAN进行电机同步控制系统与通信的资料说明

　　本文主要介绍了基于多DSP 的CAN 总线通信电机控制系统的设计， 利用PC 机作为监控主机， 采用CAN 总线接口卡实现CAN 协议的物理层和数据链路层， 最终实现对各节点电机的监控和管理。设计充分利用TI 公司TMS320F2407A 的高速运算能力和丰富的片内外资源， 采用C语言进行编程。实验结果证明了其有效性和可靠性。

　　传统的多电机控制系统适用于要求不高、相对简单、电机分布比较集中的场合。而对于运动控制中实时性、可靠性、可扩展性、传输距离、传输速度等要求较高的场合， 需要采用高传输速度、远传输距离、可靠性较高的通信方式和处理速度快、功能强大、能够实现复杂控制策略的处理器。

　　控制器局域网CAN（Controller Area Network）是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。它属于现场总线范畴， 与现有的其它总线相比， 它是一种分散式、数字化、双向、多站点的通信系统， 具有速率高、可靠性好、智能化高、连接方便等诸多优点， 在分布式测试和工业控制等相关领域的应用越来越广泛。数字信号处理器（ Digital Signal Processor， DSP） 是一种高速专用微处理器， TMS320F2407A 运算功能强大， 能实现高速输入和高速率传输数据， 且带CAN 总线接口。它专门处理以运算为主且不允许延迟的实时信号， 可高效进行快速傅里叶变换运算。数字信号处理器的精度高， 可靠性好， 其先进的品质与性能可为电机控制提供高效可靠的平台。

　　鉴于CAN 总线的通信优势和DSP 的强大处理能力， 利用二者完全可以设计完成要求较高的多电机控制网络系统。这种功能强大、智能化和网络化程度较高的网络系统满足了工艺复杂、要求较高的多电机控制， 它正在兴起并成为多电机控制网络系统的发展趋势。

　　基于CAN 总线网络的新型多电机同步控制系统， 采用总线式多主多从网络拓扑结构。当系统中不仅有工程师层还包括管理层即多个主节点时， 主主通信将实现不同功能主节点的交流（ 如图1） 。整个控制系统由三部分组成：CAN 总线、上级PC 机、DSP 控制系统。系统采用PC 机作为监控主机，实现对各节点的监控和管理;CAN 总线接口卡完成CAN 协议的物理层和数据链路层功能， 实现PC 机与CAN 总线之间的通信; 各从节点通过DSP 完成数据的收发和对交流电机的控制。

　　主节点采用PC 微机（ 或其他兼容机） ， 通过PCI 总线双路智能CAN 网卡（ 通信适配器） 与CAN 总线相连， 进行信息交换。CAN 网卡电路共分为三大部分： 由DS89C420 微处理机、74LS373 锁存器、32KB 的RAM62256、32KB 的EPROM27256组成的主机部分; 双口RAMIDT7005S35PF 及其控制电路; 由SJA1000、光电隔离电路、82C250 组成的CAN 控制器和CAN 总线接口电路。