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以NUC240/NUC140/NUC130作为电梯控制器和监测应用设计的解决方案

NUC240 CAN Bus的特色

在实现电梯控制器和监测的设计模块应用，笔者选择的解决方案为台湾新唐科技的NUC240、NUC140与NUC130，新唐科技于2012年年底推出 NUC200系列MCU，其中NUC240为NUC200系列中富含最多周边的产品系列，也是少数具有两组CAN信道的MCU厂商。使用者亦可透过Nu- LB-NUC240学习板搭配BSP链接库(Board Support Package)即可简易地对相关周边上手。

NUC240 CANBus特色如下：

●支持CAN的协议规范2.0 A和2.0 B。

●传输速率最快可达1 MBit/s。

●32个讯息目标

●每一个讯息目标都有自己的识别子屏蔽。

●可程序化的FIFO模式(链接讯息目标)

●可作为屏蔽中断。

●对时间触发的CAN应用关闭自动重传模式。

●自我检测时具可程序化的look-back模式。

●16-bit模块接口至AMBA APB Bus。

●支持MCU由熟睡模式中唤醒功能。

NuMicro MCU CAN Bus方块图

图4为NuMicro MCU内部CAN模块的内部架构，主要包含CAN Core、Message RAM、Module Interface和Message Handler四个部分，其中CAN Core负责错误侦测与处里，是CAN的主要核心;Message RAM为传送与接收的缓冲器;Module Interface为与CAN Core与CPU沟通的主要接口。Message Handler则为传送与接收命令控制中枢。

图4. NuMicro MCU CAN Bus方块图

电梯控制系统方块图说明

由图5电梯控制系统图得知，在各楼层皆需要一个MCU来做为楼层信息的判断或是错误的回报，故选具有一组CAN功能的NUC130作为各楼层的MCU配置。依序将电梯楼层编号1-1~1-7与第二栋楼层编号2-1~2-7以CANBus连至一起，形成一个网络系统(A1)。同理楼层编号3-1~3-7与 4-1~4-7形成另一CAN网络系统(A2)，每一栋电梯皆有其独立的步进马达来控制电梯的包厢。

在此选用具有两组CAN Bus信道的NUC240做为电梯系统主要的运算处理与马达控制器，其一信道为连接两栋电梯大楼间的CANBus;另一信道(B)则连接至另一电梯控制器以及中控室的部分。最后中控室可透过USB方式与PC端连接，做为显示监控接口或除错处里。

图5. 电梯控制与监测系统图

电梯模块运作流程说明

电梯的运作行为可以很多种方式呈现，但主要的目的皆来自于接获各楼层乘客指令，平安地送达至指定楼层。如同搭乘百货大楼电梯，于楼层显示面板 (NUC130)按下上(下)楼按键，此时因CAN Bus网络特性，可发现不同栋而相同楼层之上下楼按键会同时显示灯号，并且所有楼层与NUC240皆显示当下电梯厢之楼层;待电梯移至被按下上(下)按键之楼层，乘客进入后再按下指定前往楼层按键即可。另外当电梯发生故障时，位处中控室之管理员亦可透过简单的人机接口以简单的USB连接计算机与 NUC140将其资料读出。

关键词： CAN Bus MCU 电梯控制器