智能节点接口技术
节点是CAN网络上信息的起点和终点,智能节点是指具有微处理器的节点,具体有可靠性、兼容性、信息处理能力等方面的优势。智能节点硬件设计包括CAN控制芯片与MCU的连接和CAN控制芯片与PC的连接,典型的智能节点结构为“MCU+CAN控制器+CAN驱动器”,具有CAN模块的MCU微控制器将前2 者合二为一,如PIC18F458、MC68HC908GZ16、P8Xc591,使操作更加方便。PC机上的智能节点设计多采用CAN适配卡,由ISA 接口、双口RAM、嵌入式微处理器、CAN控制器、CAN驱动器组成。
智能节点软件设计的核心内容为CAN节点初始化、报文发送和报文接收,还包括CAN总线错误处理、总线关闭处理、接收滤波处理、波特率参数设置、自动检测以及CAN总线通信距离和节点数的计算。
采用PIC18F458微控制器设计的智能节点如图2所示。
时间提取单元和编程装置
时间提取单元和编程装置是电子时间引信系统的重要组成部分,两者协调工作完成射弹飞行时间的隔离提取、数据共享和编码发送,设计实现上采用“功能电路+数字接口”的方案,作为节点连接在CAN总线上。两者的机械结构设计要充分考虑与现有武器装备的机械兼容性和电磁兼容性,不能影响现有装备的结构和工作状态。
时间提取单元时间提取单元的功能是从武器系统火控计算单元中提取射弹飞行时间,并将其发送到CAN总线上,电路结构如图3所示,主要由射弹飞行时间数字量隔离提取电路、射弹飞行时间模拟量隔离提取电路、A/D转换电路、控制信号(开关量)隔离采集电路、数字接口、隔离型DC/DC电源模块等组成,可以提取16位射弹飞行时间数字量或1路射弹飞行时间模拟量、8位控制信号,输出CAN总线信号,使用双绞线在1km的范围内得到高达70kbps的传输速率。
光电隔离电路采用双光耦构成电流串联负反馈电路实现模拟信号,即将两个相同型号的光耦的输入端串联组成差分负反馈,来补偿光耦的非线性电流传输系数,可以得到较好的一致性,使电路传输特性更好。典型的双光耦芯片(如HCNR200)内部结构及其应用电路如图4所示,采用ADC0809芯片完成AD转换,隔离型DC/DC选用爱立信PKV3211PI电源模块,其输入电压范围为9V~36V,输出电压5V,输出功率2.5W。