整个控制系统的硬件组成包括上位机的CAN站点,下位机的CAN站点。上位机的 CAN 站点是通过插在主板上的 HK-CAN30B通讯卡建立起来的;下位机 CAN 站点又由三个站点组成,它们是控制横竖向移动台运行的CAN站点,控制云台转动和摆动的CAN站点,以及控制摄像头显清图像的CAN站点。
控制横竖向移动台的硬件电路设计
P80C592核心系统设计包括微控制器和存储器,不包括外围接口,此设计能将控制器核心部分与外围接口独立出来考虑,设计出的核心系统具有独立的完整性和较好的兼容性。因为,P80C592 不带片内程序存储器,所以必须扩展片外程序存储器。此时P80C592 的引脚 EA(Enable Address)必须接地,这样 P80C592上电复位后会自动从片外程序存储器中读取程序代码。程序容量应根据系统的控制任务的大小来确定,本系统中CAN站点控制器不但要完成与步进电机驱动器的控制,同时还要完成数据采集以及与上位计算机进行数据通信,并且为了以后扩充操作内容,所以程序容量尽量选大些。
80C592寻址范围最大可以到64K,完全能够满足系统的要求,另外程序存储器有多种类型,如 EPROM,EEPROM,FLASH MEMORY。EPROM 的擦写比较费时间,而且其技术性能也比较落后,所以不选 EPROM。其它两种EEPROM和FLASH MEMORY 的擦写和编程比较方便,是近期广泛使用的扩展存储器。其中美国ATMEL公司的EEPROM存储器AT28C256,容量是32K字节,满足设计要求。
云台摆动执行单元设计
接下来介绍云台控制的原理,云台的自由摆动是通过四个交流220V 电机控制的。每个交流电机驱动云台的一项动作,如上仰、下俯、水平左摆、水平右摆。当电机两端接交流220V时,云台便按指定命令动作。由于该云台上电即默认为自动运行状态,只有屏蔽掉自动状态才能切换到人为控制状态。所以,根据本监控系统的实际要求,必须首先屏蔽该自动状态,才能顺利完成控制。根据大量实验表明,该云台控制交流电机在自动引线端和零线间接入一 0.01uf(耐压值3000V)的瓷片电容,使自动端与零线间的电压保持在交流17V左右,便可屏蔽掉系统的自动状态。同理,在控制云台上仰等动作时,若要停止某一动作,不是切断电路,而是需在零线的断开处串接上一0.01uf 的瓷片电容(耐压值为3000V),这时瓷片电容的两端电压为17V,就能屏蔽该云台动作,从而有效的启动其他动作。为防止电路短路,在电路设计中加入限流5A的保险管。其继电器的操作也采用互封锁设计。