前言

伴隨著嵌入式系統的持續(xù)發(fā)展趨勢，性能卓越、功耗、低價錢的32位系統RISC處理芯片的ARM微處理器展現出強悍的發(fā)展趨向，嵌入式操作系統和計算機接口技術性融合，融合二者的優(yōu)勢，為傳統式的選煤技術出示了新的改造方案。將嵌入式系統和計算機接口技術性互相結合，設計方案了一種新的煤塊和煤矸石在線識別與全自動分選秤。

煤塊和煤矸石在線識別與全自動分選秤的基本原理框架圖如圖所示1所顯示。依據選煤工藝規(guī)定，本系統軟件關鍵由下邊三絕大多數組成：

（1）檢驗一部分：由進料倉、輸送皮帶、CCD監(jiān)控攝像頭、圖象數據收集電源電路等構成。采掘出去的精煤常帶有煤矸石，務必將煤矸石從輸送帶上選擇出去。CCD監(jiān)控攝像頭將煤與煤矸石圖象送圖象數據收集電源電路開展變換，變換后的信息內容送進ARM微處理器，根據CAN總線互聯網傳輸到PC機開展解決。

（2）鑒別與操縱一部分：由電子計算機、ARM微處理器和測控技術機器設備構成，它是全部系統軟件的關鍵。依據計算機視覺優(yōu)化算法測算出煤和煤矸石的灰份成分，ARM微處理器鑒別和分辨出煤矸石磚后，進行操縱姿勢。假如分辨為煤，操縱一部分不姿勢，精煤當然掉入煤料倉，從煤塊安全通道運出。假如分辨為煤矸石，傳出操縱數據信號，開啟閘閥，使煤矸石掉入煤矸石安全通道。

（3）快遞分揀組織：由閘閥、原材料斗和系統軟件配電設備等構成，根據CAN總線互聯網，進行好幾個安全通道的煤和煤矸石的全自動篩分和運送。

處理芯片詳細介紹

AT91M40800

AT91M40800是ATMEL企業(yè)根據ARM7TDMI核的16位/32位系統微處理器系列產品中具備較性價比高的一款處理芯片，其關鍵為性能卓越的32位系統RISC（ReducedIntro-ductionSetComputer）系統架構，并具備16位（thumb）指令系統。根據可編程控制器的外界系統總線插口（EBI）立即聯接到包含FLASH以內的各種各樣片外存儲器，八個優(yōu)先的中斷向量控制板和片內外場數據信息控制板明顯提升 了元器件的即時特性。AT91M40800集成化了ARM7DMIARMThumbCPU核心，出示了9kB的片內SRAM，八個片選線，32個可編程控制器I/O口，手機軟件可編程控制器的8位或16位的系統總線，較大 可尋址方式室內空間64MB，2個USART，每一個USART有兩個專用型的外場數據信息控制板安全通道，內嵌可編程控制器的看門狗1計時器，八個具備優(yōu)先、可獨立屏蔽掉的空間向量終斷控制板，4個外部中斷操縱存儲器，4個外部中斷，包含一個高優(yōu)先、低延遲時間的中斷請求，3個外界數字時鐘鍵入，3安全通道16位計時器/電子計數器。

SJA1000

因為煤場、煤矸石山與篩分生產車間分別有一定間距，必須規(guī)范化管理和信息資源管理。而計算機接口技術性能夠把單獨分散化的精確測量控制系統變?yōu)楣?jié)點，以系統總線為橋梁，把他們組合成能夠互相溝通交流信息內容、互相配合自動控制系統每日任務的應用系統與自動控制系統。CAN通訊速度最大達到1Mbps，立即傳送間距比較遠達到10km（速度8kbps下列），可掛接機器設備最高達110個，能夠進行多路另外篩分和運送每日任務。SJA1000是Philips企業(yè)生產制造的獨立型CAN總線控制板，用以轎車和一般工業(yè)生產自然環(huán)境中的控制板無線局域網，它是Philips企業(yè)半導體材料PCA82C200CAN控制板（BasicCAN）的取代商品，提升了新的工作模式（PeliCAN方式），能夠便捷的和不一樣方式的CPU相互連接，構成CAN操縱互聯網。

硬件配置通信接口設計方案

EPM7128用于進行插口間數據信號的變換與配備，EPM7128的鍵入來源于AT91M40800的片選數據信號NCS2，手機充電線D0～D7，詳細地址A0～A1，讀信號NRD，寫數據信號NWE和系統軟件校準數據信號RST，歷經內部的邏輯性綜合性解決，造成SJA1000需要的作用數據信號。依據各處理芯片電源線的規(guī)定及端口地址的分派，能夠寫成CAN總線收發(fā)器的鍵入/輸出邏輯順序關系式以下：

CAN=NCS2·A0

CANALE=NCS2•A0•（NRD+NWE）

CANRD=NRD

CANWR=NWE

CANRST=NCS2+RST

選中SJA1000的詳細地址端口號為400000H，數據信息端口號的詳細地址為400001H和校準端口地址為400002H。因為CAN控制板SJA1000的詳細地址數據信息是多路復用的，根據ALE數據信號降低沿能夠鎖存系統總線上的詳細地址數據信號?？墒茿T91M40800的地址總線和系統總線是獨立出示的，不可以立即與SJA1000的詳細地址系統總線相接。因此 要處理SJA1000與AT91M40800的插口難題，關鍵所在如何把瀏覽SJA1000需要的數據信號送進在其中。這兒選用的方法是分2次I/O實際操作進行，第一次往詳細地址端口號400000H送進詳細地址值做為SJA1000的模塊詳細地址。這時，片選沒有選通，數據信息鎖存有AD0～AD7系統總線上。第二次瀏覽數據信息端口號400001H時，SJA1000被選定，在ALE數據信號功效下將第一次的詳細地址值載入SJA1000，CPU對SJA1000開展讀/寫實際操作。校準能夠分成系統軟件校準和程序流程校準二種。系統軟件校準數據信號RST和程序流程校準數據信號在EPM7128中開展邏輯或實際操作，二者之一合理均可使SJA1000靠譜的校準。

為了更好地確保數據通訊的可信性，在CAN總線終端設備各聯接一個120Ω的終端設備反射面電阻器，開展系統總線匹配電阻。SJA1000的TX1腳位根據10k8的電阻器接地裝置，RX1腳位脈沖信號務必保持在0.9Vcc之上。不然，不可以產生CAN總線需要的邏輯性脈沖信號。假如通訊間距較近，自然環(huán)境影響較小，可以不選用光學防護電源電路6N137，這時候，能夠將82C251的VREF立即與RX1腳位相接，進而簡單化了電源電路。

ARM微處理器與CAN總線的數據通訊

AT91M40800根據外界系統總線插口（EBI）造成瀏覽片外存儲器和外界元器件的數據信號，EBI適用不一樣的瀏覽協議書，可完成對外界元器件的單周期時間瀏覽，設計方案中EBI的設定為：（1）挑選8位系統總線；（2）挑選規(guī)范讀協議書；（3）挑選八個周期時間的等待的時間；（4）片選線NCS2的基詳細地址為400000H。全部程序流程均選用AT91庫的C語言撰寫，它具備易讀性強、非常容易移殖、開發(fā)設計簡易、調節(jié)便捷等優(yōu)勢。恰當的復位是程序流程一切正常運作的基本，系統軟件的復位主要是AT91M40800微控制器和SJA1000的復位（SJA1000工作中晶振電路16M），復位步驟如圖所示3所顯示。

結果

選用ARM微處理器的AT91M40800處理芯片和CAN總線控制板SJA1000組成的煤矸石磚在線識別與全自動分選秤，跟傳統式的MCU做為操縱的CAN總線互聯網對比，是一種新奇的CAN總線應用系統。根據ARM微處理器的嵌入式操作系統與CAN總線的解決系統軟件具備優(yōu)良的實用性、可信性和協調能力，為落伍的選煤技術出示了一種新方式。