ZIRC1-D +IWSI1-D
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摘 要：討論以SJA1000型控制器為核心、基于CAN總線的深海測控系統(tǒng)的設(shè)計過程，圍繞C8051F020型單片機(jī)與SJA1000型控制用具體闡述測控系統(tǒng)的性能要求、組成、硬件連接和軟件設(shè)計。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低和可靠性等優(yōu)點。
關(guān)鍵詞：SJA1000;控制器;深海;測控;應(yīng)用
1 引言
ZIRC1-D +IWSI1-D
為了開發(fā)海洋資源，人類必須首先了解海底環(huán)境。然而，海底環(huán)境十分復(fù)雜，對海底探測的要求很高，深海環(huán)境下需要采集的參數(shù)比較多，包括深度、溫度、鹽度、PH值、溶解氧及各種化學(xué)元素等。
深海測控系統(tǒng)工作時需要接收來自甲板控制中心的命令，同時要將采集到的數(shù)據(jù)反送到甲板控制中心，二者之間的zui大通訊間隔大于5km，因此，它們之間的通訊要求很高。CAN總線與一般的通訊總線相比，它的數(shù)據(jù)通訊具有突出的可靠性、實時性和靈活性。CAN的直接通訊間隔zui遠(yuǎn)可達(dá)10km（速率在5kb/s以下），報文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯率極低。為此，筆者采用CAN總線作為通訊方式。
2 深海測控系統(tǒng)的基本組成
深海測控模塊由二大部分組成：測控子模塊和通訊子模塊。測控子模塊的主要功能是根據(jù)甲板控制中心的命令啟動系統(tǒng)并完成參數(shù)提取、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、存儲及發(fā)送等操縱。通訊子模塊的功能是完成甲板與水下測控系統(tǒng)的通訊。
測控子模塊以Cygnal公司的C8051F020型單片機(jī)為核心，擴(kuò)展信號調(diào)理電路及與CAN總線的接口。通訊子模塊是Philips公司的SJA1000型CAN控制器。
2.1 測控子模塊
深海測控子模塊由微控制器系統(tǒng)和I/O系統(tǒng)組成。
微控制器是Cygnal公司的C8051F020型單片機(jī)。C8051F020采用CIP-51型微控制器內(nèi)核及流水線指令結(jié)構(gòu)，70%的指令執(zhí)行時間為1個或2個系統(tǒng)時鐘周期，峰值速度達(dá)到25MI/s，能滿足深海環(huán)境下多路數(shù)據(jù)的快速采集與分析。C8051F020型單片機(jī)內(nèi)部集成1個12位8通道帶可編程增益放大器的A/D轉(zhuǎn)換器和1個8位8通道A/D轉(zhuǎn)換器，能滿足深海多路環(huán)境參數(shù)采集;2路12位電壓輸出D/A轉(zhuǎn)換器;16位可編程定時/計數(shù)器陣列PCA可用于輸出PWM以控制步進(jìn)電機(jī)的運轉(zhuǎn);64個耐5V電壓的通用I/O口可控制開關(guān)器件的啟動和停止。
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