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《测控技术））２００９年第２８卷第２期

应用为例说明数据帧的格式：帧信息＋ＩＤ信息＋数

据。帧信息包括帧类型和数据长度；ＩＤ信息共２９位，

其中ＩＤ４—０是接收者地址，ＩＤｌｌ～５是帧计数，ＩＤｌ２

是结束标志（１为结束，０为不结束），ＩＤ２０～１３为命令

号，ＩＤ２８～２１为发送者地址；数据最多８ Ｂ，全部是参

数。

２硬件设计

模块硬件结构如图２所示。

主控ＣＰＵ

（ＡＶＲ单片机）

ＣＡＮ总线传输模块

ＳＪＡｌ０００Ｔ

Ｉ（＝）Ｉ

ＰＣＡ８２Ｃ２５０Ｔ

步进电机控制驱动模块

面＾盯五’厮

Ｃ

图２硬件结构图

微处理器采用Ａｔｍｅｌ公司生产的ＡＴｍｅｇａｌ２８，它

是增强型内置Ｆｌａｓｈ程序存储器的精简指令集结构的

低功耗８位ＣＭＯＳ单片机，他废除了机器周期，与５１

单片机相比，ＡＶＲ单片机具有很高的执行速度和非常

丰富的片内资源。以ＡＴｍｅｇａｌ２８为例：

①有１２８ ＫＢ的系统内可编程Ｆｌａｓｈ，擦写寿命：

达１０

０００次，可以满足开发人员多次调试、修改程序

的需要；

②４ ＫＢ的Ｅ２ＰＲＯＭ，可长期保存关键数据，避免

断电丢失，擦写寿命达１００

０００次；

③４

ＫＢ片内ＳＲＡＭ；６４ ＫＢ可选外部存储空间；

④Ｉ／Ｏ端口线具有全部带有可设置的上拉电阻，

可单独设定Ｉ／Ｏ、可设定（初始）高阻输入、驱动能力

强；

⑤片内集成８路１０位ＡＤＣ，能够满足大部分系

统的精度和分辨率的要求；

⑥具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器，

正确设置后，可以有效地保护程序的正常运行；

⑦可以通过ＳＰＩ接口进行系统内编程，省去开发

者购买专业仿真编译器的成本；

⑧具有多种省电休眠模式，且可宽电压运行：２．７

～５．５

Ｖ，抗干扰能力强。

ＡＶＲ单片机博采众长，是８位机中的佼佼者。因

此ＡＶＲ单片机是微处理器的理想选择。

此模块可利用ＡＶＲ单片机自带的Ｅ２ＰＲＯＭ作为

数据存储部分，可以满足小数据量的存储。

２．１

ＣＡＮ总线传输部分硬件电路设计

ＣＡＮ总线传输部分硬件电路原理图如图３所示，

ＣＡＮ控制器采用Ｐｈｉｌｉｐｓ半导体公司生产的ＳＪＡｌ０００Ｔ，

除了支持ＢａｓｉｃＣＡＮ模式，而且增加了ＰｅｌｉＣＡＮ模式，支

持ＣＡＮ２．０Ｂ协议。ＳＪＡｌ０００Ｔ提供的微处理器接口方

式为典型ＩＮＴＥＬ或Ｍｏｔｏｒｏｌａ地址数据多路复用总线模

式，主要信号有地址数据信号ＡＤ７一ＡＤＯ、地址锁存信

号ＡＬＥ、片选信号ＣＳ、读信号ＲＤ、写信号ＷＲ、模式选择

信号ＭＯＤＥ。当ＭＯＤＥ＝１时，为ＩＮＴＥＬ模式；当ＭＯＤＥ

＝０时，为Ｍｏｔｏｒｏｌａ模式。

图３

ＣＡＮ总线传输部分电路原理图

ＣＡＮ总线收发器采用ＰＣＡ８２Ｃ２５０Ｔ，它是ＣＡＮ协

２．２步进电机控制基本原理和硬件设计

议控制器和物理总线的接口。此器件对总线提供差动

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机

发送能力，对ＣＡＮ控制器提供差动接收能力。

构，即当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步

万方数据