前言

伴隨著嵌入式系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展趨勢，性能卓越、功耗、低價錢的32位系統(tǒng)RISC處理芯片的ARM微處理器展現(xiàn)出強(qiáng)悍的發(fā)展趨向，嵌入式操作系統(tǒng)和計算機(jī)接口技術(shù)性融合，融合二者的優(yōu)勢，為傳統(tǒng)式的選煤技術(shù)出示了新的改造方案。將嵌入式系統(tǒng)和計算機(jī)接口技術(shù)性互相結(jié)合，設(shè)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(jù)選煤工藝規(guī)定，本系統(tǒng)軟件關(guān)鍵由下邊三絕大多數(shù)組成：

（1）檢驗一部分：由進(jìn)料倉、輸送皮帶、CCD監(jiān)控攝像頭、圖象數(shù)據(jù)收集電源電路等構(gòu)成。采掘出去的精煤常帶有煤矸石，務(wù)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(shù)據(jù)收集電源電路開展變換，變換后的信息內(nèi)容送進(jìn)ARM微處理器，根據(jù)CAN總線互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)絇C機(jī)開展解決。

（2）鑒別與操縱一部分：由電子計算機(jī)、ARM微處理器和測控技術(shù)機(jī)器設(shè)備構(gòu)成，它是全部系統(tǒng)軟件的關(guān)鍵。依據(jù)計算機(jī)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(jìn)行操縱姿勢。假如分辨為煤，操縱一部分不姿勢，精煤當(dāng)然掉入煤料倉，從煤塊安全通道運(yùn)出。假如分辨為煤矸石，傳出操縱數(shù)據(jù)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(tǒng)軟件配電設(shè)備等構(gòu)成，根據(jù)CAN總線互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行好幾個安全通道的煤和煤矸石的全自動篩分和運(yùn)送。

處理芯片詳細(xì)介紹

AT91M40800

AT91M40800是ATMEL企業(yè)根據(jù)ARM7TDMI核的16位/32位系統(tǒng)微處理器系列產(chǎn)品中具備較性價比高的一款處理芯片，其關(guān)鍵為性能卓越的32位系統(tǒng)RISC（ReducedIntro-ductionSetComputer）系統(tǒng)架構(gòu)，并具備16位（thumb）指令系統(tǒng)。根據(jù)可編程控制器的外界系統(tǒng)總線插口（EBI）立即聯(lián)接到包含F(xiàn)LASH以內(nèi)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(nèi)外場數(shù)據(jù)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(nèi)SRAM，八個片選線，32個可編程控制器I/O口，手機(jī)軟件可編程控制器的8位或16位的系統(tǒng)總線，較大 可尋址方式室內(nèi)空間64MB，2個USART，每一個USART有兩個專用型的外場數(shù)據(jù)信息控制板安全通道，內(nèi)嵌可編程控制器的看門狗1計時器，八個具備優(yōu)先、可獨(dú)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(shù)字時鐘鍵入，3安全通道16位計時器/電子計數(shù)器。

SJA1000

因為煤場、煤矸石山與篩分生產(chǎn)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(jī)接口技術(shù)性能夠把單獨(dú)分散化的精確測量控制系統(tǒng)變?yōu)楣?jié)點(diǎn)，以系統(tǒng)總線為橋梁，把他們組合成能夠互相溝通交流信息內(nèi)容、互相配合自動控制系統(tǒng)每日任務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)。CAN通訊速度最大達(dá)到1Mbps，立即傳送間距比較遠(yuǎn)達(dá)到10km（速度8kbps下列），可掛接機(jī)器設(shè)備最高達(dá)110個，能夠進(jìn)行多路另外篩分和運(yùn)送每日任務(wù)。SJA1000是Philips企業(yè)生產(chǎn)制造的獨(dú)立型CAN總線控制板，用以轎車和一般工業(yè)生產(chǎn)自然環(huán)境中的控制板無線局域網(wǎng)，它是Philips企業(yè)半導(dǎo)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(gòu)成CAN操縱互聯(lián)網(wǎng)。

硬件配置通信接口設(shè)計方案

EPM7128用于進(jìn)行插口間數(shù)據(jù)信號的變換與配備，EPM7128的鍵入來源于AT91M40800的片選數(shù)據(jù)信號NCS2，手機(jī)充電線D0～D7，詳細(xì)地址A0～A1，讀信號NRD，寫數(shù)據(jù)信號NWE和系統(tǒng)軟件校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號RST，歷經(jīng)內(nèi)部的邏輯性綜合性解決，造成SJA1000需要的作用數(shù)據(jù)信號。依據(jù)各處理芯片電源線的規(guī)定及端口地址的分派，能夠?qū)懗蒀AN總線收發(fā)器的鍵入/輸出邏輯順序關(guān)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(xì)地址端口號為400000H，數(shù)據(jù)信息端口號的詳細(xì)地址為400001H和校準(zhǔn)端口地址為400002H。因為CAN控制板SJA1000的詳細(xì)地址數(shù)據(jù)信息是多路復(fù)用的，根據(jù)ALE數(shù)據(jù)信號降低沿能夠鎖存系統(tǒng)總線上的詳細(xì)地址數(shù)據(jù)信號?？墒茿T91M40800的地址總線和系統(tǒng)總線是獨(dú)立出示的，不可以立即與SJA1000的詳細(xì)地址系統(tǒng)總線相接。因此 要處理SJA1000與AT91M40800的插口難題，關(guān)鍵所在如何把瀏覽SJA1000需要的數(shù)據(jù)信號送進(jìn)在其中。這兒選用的方法是分2次I/O實際操作進(jìn)行，第一次往詳細(xì)地址端口號400000H送進(jìn)詳細(xì)地址值做為SJA1000的模塊詳細(xì)地址。這時，片選沒有選通，數(shù)據(jù)信息鎖存有AD0～AD7系統(tǒng)總線上。第二次瀏覽數(shù)據(jù)信息端口號400001H時，SJA1000被選定，在ALE數(shù)據(jù)信號功效下將第一次的詳細(xì)地址值載入SJA1000，CPU對SJA1000開展讀/寫實際操作。校準(zhǔn)能夠分成系統(tǒng)軟件校準(zhǔn)和程序流程校準(zhǔn)二種。系統(tǒng)軟件校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號RST和程序流程校準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號在EPM7128中開展邏輯或?qū)嶋H操作，二者之一合理均可使SJA1000靠譜的校準(zhǔn)。

為了更好地確保數(shù)據(jù)通訊的可信性，在CAN總線終端設(shè)備各聯(lián)接一個120Ω的終端設(shè)備反射面電阻器，開展系統(tǒng)總線匹配電阻。SJA1000的TX1腳位根據(jù)10k8的電阻器接地裝置，RX1腳位脈沖信號務(wù)必保持在0.9Vcc之上。不然，不可以產(chǎn)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(xué)防護(hù)電源電路6N137，這時候，能夠?qū)?2C251的VREF立即與RX1腳位相接，進(jìn)而簡單化了電源電路。

ARM微處理器與CAN總線的數(shù)據(jù)通訊

AT91M40800根據(jù)外界系統(tǒng)總線插口（EBI）造成瀏覽片外存儲器和外界元器件的數(shù)據(jù)信號，EBI適用不一樣的瀏覽協(xié)議書，可完成對外界元器件的單周期時間瀏覽，設(shè)計方案中EBI的設(shè)定為：（1）挑選8位系統(tǒng)總線；（2）挑選規(guī)范讀協(xié)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(xì)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(qiáng)、非常容易移殖、開發(fā)設(shè)計簡易、調(diào)節(jié)便捷等優(yōu)勢。恰當(dāng)?shù)膹?fù)位是程序流程一切正常運(yùn)作的基本，系統(tǒng)軟件的復(fù)位主要是AT91M40800微控制器和SJA1000的復(fù)位（SJA1000工作中晶振電路16M），復(fù)位步驟如圖所示3所顯示。

結(jié)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(tǒng)式的MCU做為操縱的CAN總線互聯(lián)網(wǎng)對比，是一種新奇的CAN總線應(yīng)用系統(tǒng)。根據(jù)ARM微處理器的嵌入式操作系統(tǒng)與CAN總線的解決系統(tǒng)軟件具備優(yōu)良的實用性、可信性和協(xié)調(diào)能力，為落伍的選煤技術(shù)出示了一種新方式。