1 DSP的CAN控制器

　　TI公司的低功耗、高速DSP芯片TMS320LF2407A具有高速運算能力和高效控制能力。其內嵌的CAN控制器是一個完全的CAN控制器，完全支持CAN2.0B協(xié)議，它主要有以下特點：有6個郵箱，其數(shù)據(jù)長度為0～8 B，其中接收郵箱有局域接收郵箱屏蔽寄存器，在發(fā)送出錯或仲裁時丟失數(shù)據(jù)的情況下，有自動重發(fā)功能、可編程的位定時器和總線錯誤診斷功能。

　　CAN控制器的內部結構圖如圖1所示。　

圖1 CAN控制器的內部結構圖

　　工作過程如下：CAN控制器在接收信息時，先將要接收信息標識符與相應接收郵箱的標識符進行比較，只有標識符相同的信息才能被接收;接收信息時，將數(shù)據(jù)存入郵箱，標識符存入相應的寄存器;接收完成后，中斷標志位被置位。CAN控制器在發(fā)送信息時，先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入郵箱，再設置發(fā)送請求位，發(fā)送完成后發(fā)送應答信號和中斷標志位被置位，如果發(fā)送失敗，發(fā)送郵箱將再次發(fā)送。

2 系統(tǒng)結構

　　使用CAN總線的交流伺服系統(tǒng)結構原理圖，如圖2所示?！?/P>

　
圖2 CAN總線的交流伺服系統(tǒng)結構原理圖

　　上位機采用帶有CAN適配卡的通用計算機，上位機的主要功能是：通過CAN總線接口與DSP進行通信，接收DSP傳來的數(shù)據(jù)進行處理并向節(jié)點發(fā)送控制指令。節(jié)點負責數(shù)據(jù)采集、控制、執(zhí)行。上位機和節(jié)點之間通過CAN網絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

　　CAN卡采用的是研華的雙端口隔離CAN總線通信卡PCL一841。由于帶有內置的CAN控制器，841能夠提供總線仲裁及查錯功能，可以在檢查到錯誤時自動重發(fā)數(shù)據(jù)，極大地降低了數(shù)據(jù)丟失的幾率，有效地保證了系統(tǒng)的可靠性，工作的波特率可達1 Mb/s。

　　核心控制器采用TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A。2407A是電機專用控制芯片，將DSP的高速運算能力和面向電機的高效控制能力集于一體，其高速性使復雜的控制策略得以實現(xiàn)。DSP是整個系統(tǒng)的控制核心，由其來實現(xiàn)矢量控制、SVPWM、數(shù)字PI等控制策略，完成速度、電流調節(jié)及PWM調制。DSP與CAN物理總線之間采用PCA82C250作為接口，它可提供對總線的差動發(fā)送和對CAN控制器的差動接收能力，具有較強的抗干擾能力，通過對其引腳8(Rs)的不同連接可以實現(xiàn)3種不同的工作方式：高速、斜率控制和待機方式。接口電路如圖3所示。該系統(tǒng)將該引腳通過30 kΩ電阻接地，實現(xiàn)斜率控制方式，以降低射頻干擾。因為DSP是3.3 V供電，而82C250用5 V供電，所以需要電平轉換電路，必要時也使用隔離電路。

圖3 接口電路

　　電流檢測采用兩個30 mΩ的采樣電阻檢測電機兩相電流，另一
相可由三相定子電流的對稱性計算得到。先通過HCPL788J將小電流信號變換為電壓信號，再經LM324進行放大濾波，變換為O～3.3V的單極性電壓信號送到2407A的10位A/D單元進行轉換。速度檢測采用增量式光電碼盤，分辨率為2 500 p/r，提供A，A，B，B，Z，Z，U，U，V，V，W，W信號，其中A，B正交，Z為標志脈沖信號，U，V，W互差120°電角度。由A，B兩個脈沖序列哪個先到達可確定電機的旋轉方向，由脈沖數(shù)和脈沖頻率可確定角位置和轉速，由U，V，W信號可確定轉子初始位置。