基于總線控制技術(shù)的光纖定位系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、在光纖光譜望遠鏡，實時精確位置測量的光纖是跟蹤恒星的關(guān)鍵。LAMOST(The Large SkyArea Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)是一個反射式施密特天文望遠鏡，它的最重要組成部分就是一個直徑為1.75m的焦面板，并且在焦面板上安裝有4000根光纖。除此之外，焦面板上還裝有4000個光纖定位單元，每一個定位單元都對應(yīng)著一根光纖，使其能夠達到精確定位的效果。如何讓這4000個光

2、纖節(jié)點相互連接，并能夠準確驅(qū)動光纖定位單元，使其轉(zhuǎn)過特定角度，是光譜望遠鏡的技術(shù)難點。與其他的工業(yè)總線相比，CAN總線系統(tǒng)可以實時的對子節(jié)點進行控制，驅(qū)動能力十分穩(wěn)定且可以應(yīng)用于多種場合，所以選用CAN總線構(gòu)建串行通訊網(wǎng)絡(luò)，對步進電機分布式系統(tǒng)進行有效驅(qū)動。因而本文將采用CAN總線來搭建光纖定位系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)。
　　在LAMOST光纖定位系統(tǒng)中每個光纖定位單元上都有兩個步進電機，用于控制光纖在三個維度上進行轉(zhuǎn)角定位，采用無線技術(shù)完

3、成各個單元間的通訊。然而無線通訊網(wǎng)絡(luò)會有無法克服的問題，本設(shè)計比較了多種分布式控制系統(tǒng)最終選定了以CAN總線通訊網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)設(shè)計有限有線通訊子節(jié)點并對步進電機進行細分驅(qū)動的總體方案。每個CAN總線子節(jié)點選用的主控制芯片都集成了CAN控制器以便于簡化硬件電路的設(shè)計。由4000個子節(jié)點共同組成CAN總線通訊網(wǎng)絡(luò)從而搭建整個系統(tǒng)的底層。每個子節(jié)點通過主控芯片的I/O配置細分驅(qū)動芯片，從而實現(xiàn)對步進電機的細分驅(qū)動。為了完成CAN總線應(yīng)用層的協(xié)議，

4、對CAN總線的技術(shù)規(guī)范進行了深入研究，對它的功能做了充分調(diào)研。為了給CAN總線通訊節(jié)點設(shè)計軟件程序，需要分配通訊報文的標識符，從而進一步確定報文的幀格式、通信方式和濾波機制，并對報文的收發(fā)、電機控制軟件做出了設(shè)計。給出了CAN總線節(jié)點主函數(shù)，完成了子節(jié)點的軟件設(shè)計。
　　在完成軟硬件設(shè)計之后，通過制作多個子節(jié)點來搭建CAN總線通訊網(wǎng)絡(luò)模型，對系統(tǒng)分別進行CAN總線通訊實驗和步進電機細分驅(qū)動實驗。經(jīng)過實驗調(diào)試，CAN總線節(jié)點間可以進