楊林

引言：本文主要介紹基于ARM 32位微控制器STM32利用CAN通信實(shí)現(xiàn)電梯并聯(lián)群控?cái)?shù)據(jù)通信的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。本文首先對(duì)ARM公司生產(chǎn)的32位微控制器以及CAN收發(fā)器的特性進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，然后介紹系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，包括硬件原理圖及系統(tǒng)框圖的介紹。

隨著科技的不斷發(fā)展，微控制器從當(dāng)初的8位、16位發(fā)展到目前的32位乃至64位，使嵌入式設(shè)備的性能和功能得到不斷提高；而CAN總線作為一種具備高性能、高可靠性等特性的串行總線協(xié)議，大量應(yīng)用于電梯行業(yè)內(nèi)；同時(shí)，智能樓宇內(nèi)對(duì)電梯在并聯(lián)群控運(yùn)行狀態(tài)下的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障報(bào)警等的需求也日益擴(kuò)大。因此，本文主要介紹應(yīng)用的32位微控制器利用CAN通信實(shí)現(xiàn)電梯并聯(lián)群控?cái)?shù)據(jù)通信的嵌入式系統(tǒng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與探究。

一、STM32微控制器特點(diǎn)分析

STM32系列結(jié)合了高性能、實(shí)時(shí)、低功耗，低電壓等特性，同時(shí)保持了高集成度和易于開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì)，具體說(shuō)來(lái)具有如下特點(diǎn)：

（1）內(nèi)核強(qiáng)大，ARM 32位的Cortex?-M3 CPU提供了最高72MHz工作頻率，在存儲(chǔ)器的0等待周期訪問(wèn)時(shí)可達(dá)1.25DMips/MHz；

（2）內(nèi)部自帶豐富的通信外設(shè)，自帶的多達(dá)80個(gè)快速I(mǎi)/O端口、6個(gè)定時(shí)器、6個(gè)通信接口以及2個(gè)12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，1μs的轉(zhuǎn)換時(shí)間可以讓您輕松實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的匹配連接，更可以解決其他控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)的中-長(zhǎng)距離通信；7通道DMA控制器，支持定時(shí)器、ADC、SPI、I2C和USART等多種外設(shè)。

（3）從16K到32K字節(jié)的閃存程序存儲(chǔ)器、從6K到10K字節(jié)的SRAM，STM32為用戶提供的存儲(chǔ)器完全滿足用戶軟件設(shè)計(jì)上對(duì)空間的需求。

二、SN65HVD230 CAN收發(fā)器特點(diǎn)分析

SN65HVD230是德州儀器公司生產(chǎn)的3.3V CAN收發(fā)器，該器件適用于較高通訊速率、良好抗干擾能力和高可靠性CAN總線的串行通信。它完全兼容ISO11898標(biāo)準(zhǔn)；具有高輸入阻抗，允許120個(gè)節(jié)點(diǎn)；低電流等待模式，典型電流為370μA；信號(hào)傳輸速率最高可達(dá)1Mb/s；同時(shí)具有熱保護(hù)，開(kāi)路失效保護(hù)，抗瞬間干擾，保護(hù)總線，斜率控制，降低射頻干擾（RFI）等功能。

三、系統(tǒng)概述及其組成

本研究旨在設(shè)計(jì)一個(gè)能簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)電梯并聯(lián)群控通信的方法，利用此方法可以方便的在電梯控制板上實(shí)現(xiàn)電梯并聯(lián)群控?cái)?shù)據(jù)的交換，見(jiàn)圖1硬件原理圖。

圖1所示硬件原理圖中，為了更好地減少各種干擾及保護(hù)芯片，同時(shí)提高CAN控制器差動(dòng)接收能力及總線的差動(dòng)發(fā)送能力，在接口端加入了如限流電阻、TVS管保護(hù)芯片器件等，使其免受瞬間高能量沖擊，加入磁珠也是為了抑制高頻噪聲及尖峰干擾。CAN總線采用雙絞線，以差分電壓對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸。SN65HVD230一端與微控制器相連，另一端連接CAN總線。

圖1 硬件原理圖

硬件電路如圖2系統(tǒng)框圖所示，為了有效降低電梯機(jī)房?jī)?nèi)布線的難度，我們可以利用CAN總線靈活穩(wěn)定的特點(diǎn)將多臺(tái)電梯的控制板利用CAN總線連接到并聯(lián)群控控制板上。工作時(shí)，CAN總線可以將自身的狀態(tài)信號(hào)傳送給并聯(lián)群控控制板，由其經(jīng)過(guò)運(yùn)算，將結(jié)果回傳給電梯控制板，從而達(dá)到數(shù)據(jù)交換及運(yùn)行控制的目的。

圖2 系統(tǒng)框圖

結(jié)束語(yǔ)

本文主要介紹了ARM公司的32位微處理器STM32，配合SN65HVD230 CAN收發(fā)器實(shí)現(xiàn)電梯并聯(lián)群控功能的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。這為如今節(jié)能、環(huán)保、高效社會(huì)的建立，也為電梯行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，提高電梯運(yùn)行、服務(wù)質(zhì)量提供了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域。

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