基于CAN-USB总线的数控机床通讯技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:xin__yonghu
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在现代制造业中,开放式数控系统较好地适应了当今市场多品种,中小批量的生产方式,并且已逐渐成为现代数控系统发展的一个重要趋势。南京四开电子企业有限公司生产的SKY2006NA机床数控系统就是一种开放式数控系统。该系统的运动控制器采用由美国DELTATAU公司生产的PMAC卡,通过插入PC机主板上的PCI插槽与PC机进行通信,以串口的方式与交流伺服驱动,操作面板和其他辅助设备相连接。由于PC机主板上PCI插槽数目有限,不利于数控系统功能的进一步扩展;同时,与下位机之间的通信方式也不利于实现生产自动化和信息网络化。为了在数控通讯系统建立简洁、可靠、高效的联系,本文结合广泛适用于工业生产现场的现场总线--CAN总线和当今数据传输主流技术之一的USB技术,提出了一种基于CAN总线和USB的通讯互连方案,设计CAN-USB模块通过PC机上USB接口与PC机相连接,通过CAN_H和CAN_L两条信号线搭接到CAN总线上,使得PC机形成一个CAN智能节点,通过该模块可以实现底层设备与PC机之间的相互通信。首先研究了CAN2.0B协议和USB协议,根据协议规范建立了二者之间的通信架构,选用USB控制芯片CY7C68013A和CAN控制器SJA1000,详细分析芯片工作原理及相关引脚功能,搭建硬件平台,并使用单片机开发工具KEIL C对硬件平台进行了通信实验。使用Quartus II软件中的SOPC Builder工具,将USB和CAN两个IP核嵌入到由FPGA构建的最小嵌入式系统中,同时对接收滤波功能模块、寄存器模块等做了相应的RTL级仿真工作,验证了设计的合理性。
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