基于CAN总线多视觉传感器测控系统的设计

时间:2012-09-15来源:网络
CAN总线通讯的成功与否重点是SJA1000的初始化设置,初始化程序通过将CAN控制器的寄存器写入控制字,确定CAN的工作方式。用 P89C668的P2.7作为片选信号与SJA1000的CS引脚相连,SJA1000的片内寄存器和P89C668单片机寄存器是重叠编址的,因此 SJA1000寄存器寻址时要定义成片外RAM寻址。下面给出了CAN节点的初始化程序:

Init_Can(void)
{MODE=0x09;file://进入复位模式,对SJA1000进行初始化;
CDR=0x88;file://选择PeliCan;
CMR=0x0C;file://清除数据溢出和释放接收缓冲器;
IER=0x03;file://开放接收中断和发送中断;
ACR0=0x66;
ACR1=0x66;
ACR2=0x66;
ACR3=0x66;file://根据具体的协议定义设置验收码寄存器;
AMR0=0xFF;
AMR1=0xFF;
AMR2=0xFF;
AMR3=0xFF;file://根据具体的协议定义设置验收屏蔽寄存器;
BTR0=0x41;
BTR1=0x1B;file://12MHz晶振下,设置波特率为200kbps;
OCR=0XAA;
EWLR=0x60;
RBSA=0x00;file://RX缓存器起始地址寄存器设置为0;
TXERR=0x00;file://发送错误接收器设置为0;
ECC=0x00; 
MODE=0x08;file://单向滤波方式,进入正常模式,初始化完毕;

由于视觉传感器测控系统要进行视觉检测多为在线检测,实时性要求较强,这里各传感器节点采用中断接收方式接收上位机的控制命令,节点初始化后,当一帧信息经过出错检测确认为正确信息后装入接收缓冲器,SJA1000的INT脚会产生中断信号,该信号连接到单片机P89C668的外边中断0引脚,在外部中断0中断处理程序中判别该信息的标志符如果是本节点地址,便读出接收缓冲器的数据并保存在RAM中,中断接收程序框图如下:
系统中发送报文采用查询方式,传感器节点在收到主控机的数据请求命令后发送数据,发送模块首先进行状态查询,判定总线是否空闲,如空闲,则将目的节点地址写入发送标志符寄存器,数据写入发送缓冲器,完成一帧CAN信息发送。
CAN信息格式分为信息和数据两部分,头两个字节是信息部分,其前11位为标志符,标志符的前八位用作接收判断,应包含本信息包的目的节点地址,然后是一位RTR位(0为数据帧,1为远程帧,本例使用数据帧),最后是四位的DLC。其余八个字节为是数据部分,存有实际要发送的数据。本例中只用到前两个数据,第一个表示传感器地址,第二个字节表示选择传感器里的两路摄像机中的哪一路采集图像。
CAN节点之间通讯成功的另一个关键是波特率的设置,不仅CAN总线上的各下位机节点要设置相同的波特率,总线与上位PC机相连的USBCAN接口卡也要有相同的波特率,这样才能保证通讯畅通。由于USBCAN接口卡内的CAN控制器SJA1000用的是16M晶振,而各传感器节点内的 SJA1000与P89C668使用12M晶振,因此对于不同的通讯速率一定要计算出两种晶振都相一致的BTR0、BTR1来设置总线波特率。

6结束语

本文主要着重于多视觉传感器控制系统的设计研究,目前系统软硬件已初步调试完成,并能做到各个视觉传感器的快速切换传输视频图像,且切换是图像抖动较小,效果较好。在系统应用于视觉检测之前还必须对各视觉传感器进行标定以及系统的总体标定,系统标定完成后即可投入使用。本系统的精度主要由硬件决定,选用高精度、高分辨力的CCD摄像机和激光器,激光器投射出的线结构光越细光强分布越均匀,则测量精度越高。测量精度高必然导致测量视场范围小,而传感器有效视场大小又与相机同激光器的摆放夹角以及摄像机的内部参数有关,限于篇幅这里不再赘述。
鉴于CAN网络的优良性能,能够快速、可靠的交换信息,特别适合多通讯节点的互连,形成多主机控制器局部网。本文探索了它在多视觉传感器测控系统上的控制应用,本视觉系统不仅要有较好的网络扩展能力,在系统工作过程中增减一些传感器节点不会影响系统工作,只需对软件进行少量修改即可,针对不同测量目标,视觉传感器里的激光器还可以换成卤素灯(传感器电路中预先留有电源接口),这样系统可很方便地面对不同测量任务。CAN总线驱动能力强、网络性能恰好,能满足不同测量系统的要求,系统节点数可灵活调整而不影响系统的可靠性。CAN总线网络性价比较高,可移植性强,本文所设计的多视觉传感器测控系统,已经成功应用于汽车车身在线视觉检测,而且稍作修改后能够适用于工业自动化领域中其他测量控制系统。
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关键词: CAN总线 视觉检测 视觉传感器

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