基于ARM和CAN總線的煤矸石分選系統
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隨著嵌入式技術的不斷發展，高性能、低功耗、低價格的32位RISC芯片的ARM微控制器呈現出強勁的發展趨勢，嵌入式系統和現場總線技術結合，結合二者的優點，為傳統的選煤技術提供了新的改造方案。將嵌入式技術和現場總線技術相互融合，設計了一種新的煤塊和矸石在線識別與自動分選系統。
煤矸石在線識別與自動分選系統
煤塊和矸石在線識別與自動分選系統的原理框圖如圖1所示。根據選煤工藝要求，本系統主要由下面三大部分構成：
圖1 煤矸石在線自動分選系統框圖
（1）檢測部分：由進料斗、輸送帶、CCD攝像頭、圖像數據采集電路等組成。開采出來的原煤常含有矸石，必須將矸石從傳送帶上挑選出來。CCD攝像頭將煤與矸石圖像送圖像數據采集電路進行轉換，轉換后的信息送入ARM微控制器，通過CAN總線網絡傳送到PC機進行處理。
（2）識別與控制部分：由計算機、ARM微控制器和測控設備組成，它是整個系統的核心。根據模式識別算法計算出煤和矸石的灰分含量，ARM微控制器識別和判斷出煤矸石后，完成控制動作。如果判斷為煤，控制部分不動作，原煤自然落入煤料斗，從煤塊通道運走。如果判斷為矸石，發出控制信號，打開閥門，使矸石落入矸石通道。
（3）分揀機構：由閥門、物料斗和系統供電設備等組成，通過CAN總線網絡，完成多個通道的煤和矸石的自動分選和運輸。
芯片介紹
AT91M40800
AT91M40800是ATMEL公司基于ARM7TDMI核的16位/32位微控制器系列中具有較高性價比的一款芯片，其核心為高性能的32位RISC（Reduced Intro-duction Set Computer）體系結構，并具有16位（thumb）指令集。通過可編程的外部總線接口（EBI）直接連接到包括FLASH在內的各種片外存儲器，8個優先級的中斷向量控制器和片內外圍數據控制器顯著提高了器件的實時性能。AT91M40800集成了ARM7DMIARMThumb處理器內核，提供了8kB的片內SRAM，8個片選線，32個可編程I/O口，軟件可編程的8位或16位的數據總線，最大可尋址空間64MB，兩個USART，每個USART有兩個專用的外圍數據控制器通道，內置可編程的看門狗定時器，8個具有優先級、可單獨屏蔽的向量中斷控制器，4個外部中斷控制寄存器，4個外部中斷，包括一個高優先級、低延遲的中斷請求，3個外部時鐘輸入，3通道16位定時器/計數器。
SJA1000
由于煤倉、矸石山與分選車間各自有一定距離，需要集中管理和信息處理。而現場總線技術可以把單個分散的測量控制設備變成網絡節點，以總線為紐帶，把它們連接成可以相互溝通信息、共同完成自動控制任務的網絡系統與控制系統。CAN通信速率最高可達1Mbps，直接傳輸距離最遠可達10km（速率5kbps以下），可掛接設備最多達110個，可以完成多通道同時分選和運輸任務。SJA1000是Philips公司生產的獨立型CAN總線控制器，用于汽車和一般工業環境中的控制器局域網絡，它是Philips公司半導體PCA82C200CAN控制器（BasicCAN）的替代產品，增加了新的工作模式（PeliCAN模式），可以方便的和不同模式的處理器相連接，組成CAN控制網絡。
硬件接口電路設計
圖2是SJA1000收發器與AT91M40800芯片的接口電路原理圖。
圖2 SJA1000與AT91M40800接口電路原理圖
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