基于虛擬儀器的CANopen協議監控面板設計
3 RS 232-CAN協議轉換器
虛擬儀器labview軟件及PC機內部沒有專門的CAN接口只有RS 232串行接口,因此使用單片機等微控制器設計RS 232-CAN轉換器,實現PC機接入現場總線網絡,完成數據監聽。在PC機上可用labview環境下的NI-VISA實現串口通信。圖2為RS 232-CAN協議轉換器硬件原理圖,選用內嵌CAN總線控制器的Microchip公司PIC18F258單片機為核心處理芯片。
ADuM1100高速數字隔離器支持100 Mb/s數據傳輸速率并且可以采用3.0~5.5 V單電源供電,以一種新的更有效的傳輸數據的方法替代傳統的光耦合器,從而保護了高電壓和低電壓電氣環境之間的接口。MCP2551是一種可容錯的高速CAN收發器,可作為CAN協議控制器和系統物理總線的接口。MAX232用于完成RS 232與TLL/CMOS的電平轉換。RS 232接口用于連接PC機。當單片機內部CAN總線控制器收到CAN總線上的信號后通過USART接口傳給PC機的RS 232接口,同樣PC機把數據通過RS 232接口發給單片機,再發送到CAN總線上。單片機負責實現通信協議的轉換,轉換RS 232串口通信數據與CAN通信數據。
labview程序開發主要包括三方面內容:CANopen監控面板主程序、數據發送模塊和數據接收模塊。其中,數據接收和發送模塊作為子VI供監控面板主程序調用。
4.1 CANopen主控面板程序設計
主控面板的設計主要包括:CANopen報文的組建及打包發送,以及CANopen報文的接收顯示。
4.1.1 CANopen報文打包
根據CANopen協議標識符分配表及主從節點設置定義了各報文的ID號,如圖3所示,通過labview分支結構實現報文類型的選擇,并按照CANopen協議數據幀格式要求定義了發送的數據內容,包括高低8位ID、數據長度、遠程幀標志以及8 B數據,通過捆綁送入CANWrite.vi子模塊發送到VISA接口。
4.1.2 CANopen報文解析
CANopen報文的解析是實現CANopen協議監控面板的重點,實現過程為:將從VISA接口接收的數據按照CANopen報文格式進行組建;判斷接收的報文是遠程幀還是數據幀;將接收的數據幀累積;對累積的數據幀依次進行格式轉換,完成數據顯示(見圖4)。

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