基于CAN總線技術(shù)的口腔綜合治療機系統(tǒng)設(shè)計
2014-11-05 15:46:50李永強李愛國唐劍
電子技術(shù)與軟件工程 2014年18期
李永強 李愛國 唐劍
摘 要
本設(shè)計采用CAN總線技術(shù)實現(xiàn)了口腔綜合治療機各個功能模塊間的通訊，詳細論述了CAN接口硬件電路及功能接口函數(shù)，實踐證明該方案的應(yīng)用是可行的，并且有著較好的效果。
【關(guān)鍵詞】口腔綜合治療機 CAN總線技術(shù) LM3S2739 ISO1050DBU
口腔綜合治療機是口腔醫(yī)療臨床不可或缺的診斷、治療為一體的綜合設(shè)備，本文是基于CAN總線技術(shù)實現(xiàn)了口腔治療機各個模塊間的數(shù)據(jù)交互。
1 概述
口腔綜合治療機主要由醫(yī)生操控臺、器械盤、主箱體、牙科椅、護士操控臺、腳控等部分組成，由于CAN具有可裁減性，擴展性，因此我們選用CAN總線作為整個系統(tǒng)的工作總線。
2 硬件電路的設(shè)計
2.1 微控制器
各模塊的微控制器選用LM3S2739，該控制器是基于RM? Cortex?-M3的控制器，它具有32位運算能力，內(nèi)部集成了CAN控制器，簡化了外部電路的設(shè)計，另外LM3S2739內(nèi)部具有還集成了AD模塊、IIC模塊、SPI模塊、PWM等模塊。
2.2 CAN接口電路的設(shè)計
要構(gòu)建一個安全穩(wěn)定高可靠性的總線網(wǎng)絡(luò)，我們必須對各個節(jié)點與線纜進行隔離，避免各種電氣噪聲，共模電壓，接地環(huán)路等等對系統(tǒng)和人員的破壞從而造成安全隱患出現(xiàn)故障，事實上，隔離的方式有多種多樣，比如光耦隔離、磁隔離、電容隔離等供用戶選擇，用以加在控制器與收發(fā)器之間進行隔離。容隔離是在芯片上集成隔離通道，因此他容易與其他功能的芯片進行組合、集成，ISO1050就是一款將隔離通道與CAN收發(fā)器集成在一個封裝內(nèi)的隔離型CAN總線收發(fā)器。在減少占用PCB面積的同時還降低了設(shè)計難度，不需要再考慮怎么樣在控制器與收發(fā)器中間插入一個隔離器件進行隔離。如圖1所示。
與其他隔離器件一樣，需要設(shè)計一個隔離電源為隔離部分的電路供電，本文的隔離電源選用IB0505LS-1W電源隔離模塊，其隔離電壓為1500VDC隔離，轉(zhuǎn)換效率為70%，隔離電路如圖2所示。
3 基于LM3S2739的CAN總線接口驅(qū)動函數(shù)
3.1 CAN節(jié)點創(chuàng)建函數(shù)
該函數(shù)用于節(jié)點信息的結(jié)構(gòu)體，創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體的信息包括：節(jié)點通道號、節(jié)點通訊波特率、節(jié)點接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等，具體函數(shù)如下：
3.2 CAN節(jié)點初始化函數(shù)
該函數(shù)主要是初始化LM3S2739內(nèi)部的CAN控制器，設(shè)置波特率，使能CAN控制器。
4 結(jié)束語
本文詳細介紹了以CAN總線技術(shù)為核心的口腔綜合治療機的系統(tǒng)設(shè)計，包括接口電路設(shè)計、接口軟件函數(shù)等，實現(xiàn)了口腔綜合治療機系統(tǒng)的模塊化設(shè)計，使該控制系統(tǒng)具有裁減性、擴充性，便于系統(tǒng)功能升級。
參考文獻
[1]譚浩強.C語言設(shè)計（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版，2010，06，01.
[2]孫雪飛，胡巍.例說TI ARM Cortex-M3：基于LM3S9B96[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013，01，01.
作者單位
咸陽西北醫(yī)療器械（集團）有限公司 陜西省咸陽市 712000endprint
摘 要
本設(shè)計采用CAN總線技術(shù)實現(xiàn)了口腔綜合治療機各個功能模塊間的通訊，詳細論述了CAN接口硬件電路及功能接口函數(shù)，實踐證明該方案的應(yīng)用是可行的，并且有著較好的效果。
【關(guān)鍵詞】口腔綜合治療機 CAN總線技術(shù) LM3S2739 ISO1050DBU
口腔綜合治療機是口腔醫(yī)療臨床不可或缺的診斷、治療為一體的綜合設(shè)備，本文是基于CAN總線技術(shù)實現(xiàn)了口腔治療機各個模塊間的數(shù)據(jù)交互。
1 概述
口腔綜合治療機主要由醫(yī)生操控臺、器械盤、主箱體、牙科椅、護士操控臺、腳控等部分組成，由于CAN具有可裁減性，擴展性，因此我們選用CAN總線作為整個系統(tǒng)的工作總線。
2 硬件電路的設(shè)計
2.1 微控制器
各模塊的微控制器選用LM3S2739，該控制器是基于RM? Cortex?-M3的控制器，它具有32位運算能力，內(nèi)部集成了CAN控制器，簡化了外部電路的設(shè)計，另外LM3S2739內(nèi)部具有還集成了AD模塊、IIC模塊、SPI模塊、PWM等模塊。
2.2 CAN接口電路的設(shè)計
要構(gòu)建一個安全穩(wěn)定高可靠性的總線網(wǎng)絡(luò)，我們必須對各個節(jié)點與線纜進行隔離，避免各種電氣噪聲，共模電壓，接地環(huán)路等等對系統(tǒng)和人員的破壞從而造成安全隱患出現(xiàn)故障，事實上，隔離的方式有多種多樣，比如光耦隔離、磁隔離、電容隔離等供用戶選擇，用以加在控制器與收發(fā)器之間進行隔離。容隔離是在芯片上集成隔離通道，因此他容易與其他功能的芯片進行組合、集成，ISO1050就是一款將隔離通道與CAN收發(fā)器集成在一個封裝內(nèi)的隔離型CAN總線收發(fā)器。在減少占用PCB面積的同時還降低了設(shè)計難度，不需要再考慮怎么樣在控制器與收發(fā)器中間插入一個隔離器件進行隔離。如圖1所示。
與其他隔離器件一樣，需要設(shè)計一個隔離電源為隔離部分的電路供電，本文的隔離電源選用IB0505LS-1W電源隔離模塊，其隔離電壓為1500VDC隔離，轉(zhuǎn)換效率為70%，隔離電路如圖2所示。
3 基于LM3S2739的CAN總線接口驅(qū)動函數(shù)
3.1 CAN節(jié)點創(chuàng)建函數(shù)
該函數(shù)用于節(jié)點信息的結(jié)構(gòu)體，創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體的信息包括：節(jié)點通道號、節(jié)點通訊波特率、節(jié)點接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等，具體函數(shù)如下：
3.2 CAN節(jié)點初始化函數(shù)
該函數(shù)主要是初始化LM3S2739內(nèi)部的CAN控制器，設(shè)置波特率，使能CAN控制器。
4 結(jié)束語
本文詳細介紹了以CAN總線技術(shù)為核心的口腔綜合治療機的系統(tǒng)設(shè)計，包括接口電路設(shè)計、接口軟件函數(shù)等，實現(xiàn)了口腔綜合治療機系統(tǒng)的模塊化設(shè)計，使該控制系統(tǒng)具有裁減性、擴充性，便于系統(tǒng)功能升級。
參考文獻
[1]譚浩強.C語言設(shè)計（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版，2010，06，01.
[2]孫雪飛，胡巍.例說TI ARM Cortex-M3：基于LM3S9B96[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013，01，01.
作者單位
咸陽西北醫(yī)療器械（集團）有限公司 陜西省咸陽市 712000endprint
摘 要
本設(shè)計采用CAN總線技術(shù)實現(xiàn)了口腔綜合治療機各個功能模塊間的通訊，詳細論述了CAN接口硬件電路及功能接口函數(shù)，實踐證明該方案的應(yīng)用是可行的，并且有著較好的效果。
【關(guān)鍵詞】口腔綜合治療機 CAN總線技術(shù) LM3S2739 ISO1050DBU
口腔綜合治療機是口腔醫(yī)療臨床不可或缺的診斷、治療為一體的綜合設(shè)備，本文是基于CAN總線技術(shù)實現(xiàn)了口腔治療機各個模塊間的數(shù)據(jù)交互。
1 概述
口腔綜合治療機主要由醫(yī)生操控臺、器械盤、主箱體、牙科椅、護士操控臺、腳控等部分組成，由于CAN具有可裁減性，擴展性，因此我們選用CAN總線作為整個系統(tǒng)的工作總線。
2 硬件電路的設(shè)計
2.1 微控制器
各模塊的微控制器選用LM3S2739，該控制器是基于RM? Cortex?-M3的控制器，它具有32位運算能力，內(nèi)部集成了CAN控制器，簡化了外部電路的設(shè)計，另外LM3S2739內(nèi)部具有還集成了AD模塊、IIC模塊、SPI模塊、PWM等模塊。
2.2 CAN接口電路的設(shè)計
要構(gòu)建一個安全穩(wěn)定高可靠性的總線網(wǎng)絡(luò)，我們必須對各個節(jié)點與線纜進行隔離，避免各種電氣噪聲，共模電壓，接地環(huán)路等等對系統(tǒng)和人員的破壞從而造成安全隱患出現(xiàn)故障，事實上，隔離的方式有多種多樣，比如光耦隔離、磁隔離、電容隔離等供用戶選擇，用以加在控制器與收發(fā)器之間進行隔離。容隔離是在芯片上集成隔離通道，因此他容易與其他功能的芯片進行組合、集成，ISO1050就是一款將隔離通道與CAN收發(fā)器集成在一個封裝內(nèi)的隔離型CAN總線收發(fā)器。在減少占用PCB面積的同時還降低了設(shè)計難度，不需要再考慮怎么樣在控制器與收發(fā)器中間插入一個隔離器件進行隔離。如圖1所示。
與其他隔離器件一樣，需要設(shè)計一個隔離電源為隔離部分的電路供電，本文的隔離電源選用IB0505LS-1W電源隔離模塊，其隔離電壓為1500VDC隔離，轉(zhuǎn)換效率為70%，隔離電路如圖2所示。
3 基于LM3S2739的CAN總線接口驅(qū)動函數(shù)
3.1 CAN節(jié)點創(chuàng)建函數(shù)
該函數(shù)用于節(jié)點信息的結(jié)構(gòu)體，創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體的信息包括：節(jié)點通道號、節(jié)點通訊波特率、節(jié)點接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等，具體函數(shù)如下：
3.2 CAN節(jié)點初始化函數(shù)
該函數(shù)主要是初始化LM3S2739內(nèi)部的CAN控制器，設(shè)置波特率，使能CAN控制器。
4 結(jié)束語
本文詳細介紹了以CAN總線技術(shù)為核心的口腔綜合治療機的系統(tǒng)設(shè)計，包括接口電路設(shè)計、接口軟件函數(shù)等，實現(xiàn)了口腔綜合治療機系統(tǒng)的模塊化設(shè)計，使該控制系統(tǒng)具有裁減性、擴充性，便于系統(tǒng)功能升級。
參考文獻
[1]譚浩強.C語言設(shè)計（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版，2010，06，01.
[2]孫雪飛，胡巍.例說TI ARM Cortex-M3：基于LM3S9B96[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013，01，01.
作者單位
咸陽西北醫(yī)療器械（集團）有限公司 陜西省咸陽市 712000endprint
