ican-4017用户手册um_v1[1]03_图文

ican-4017用户手册um_v1[1]03_图文内容摘要：

多路模拟开关、增益调整电路以及 A/D 转换电路组成。 平滑滤波器实现对输入信号的滤波，增益调整电路根据输入信号的幅值将信号调整至较合适的电压，提高对于系统对信号测量的动态范围， ADC 完成最终对于信号的测量。 其中，多路模拟开关、增益调整电路以及 A/D转换电路是采用集成于芯片中 ADC芯片来实现。 输入接线 ICAN4017具有 8路模拟量差分输入通道，可以采集传感器或变送器输出的电压信号或电流信号。 电压输入信号，可以直接连接到输入端子上。 对于电流输入信号，需要外接一个125Ω， %的精密电阻。 其接线方式如 图。 图 模拟量输入接线方式 采样值计算 ICAN4017将模拟量输入的采样值采集经过校准后，存放于指定的寄存器地址空间中，CAN主机可以通过命令读取指定通道的采样值。 采样值为 16位数据。 最高位符号位 CANOPEN 主机配置 AI 数据输出格式为“最高位符号位”时，表示采样值数据类型高位符号位类型。 16 位采样值数据的最高位为符号位，“ 0”表示测量值为负值，“ 1”表示测量值为正值，其余 15位表示测量数值。 测量值的零点值为 0x0000，满量程值为 0x7FFF。 例如，主机在模块配置测量范围为 +，读取的采样值为 0x40BB，则测量的 数据采集仪表 8通道模拟量输入数据采集模块 产品用户手册 14 ICAN4017 输入信号伏值为 vxfffx bbx 400 每个输入通道的电压测量范围可独立配置为177。 150mv，177。 500mv，177。 1v，177。 ，177。 5v，177。 10v。 出厂默认测量范围为177。 10V。 ADC数据类型 设置输出类型为 ADC数据时，表示输出数据为 ADC输出数据类型， 16 位有效数据，0x8000为 0值， 0x8001~0xFFFF表示采样值为正数，转换公式为： (X0x8000)*FSR/0x7FFF；0~0x7FFF表示采样值为负数，转换公式为 x F SRfffx xxx 708 0 0 00)1(  将上下限值转换为对应数 据类型寄存器数值计算公式为： fffxxF SRxx 7080000  ，其中 X为带符号的模拟量值。 有符号整型 设置输出类型为计算机补码时，表示输出数据为 16 位整型数据，负数采用补码方式，可以将读取到的寄存器中的值 X 当成有符号数来处理，转换成模拟量值的计算公式为：X*FSR/32767。 上下限的模拟量值转换成寄存器值公式为： X*32767/FSR，其中 X为带符号的模拟量值，计算后将数值转换成有符号的 16进制整型数据。 量程百分比 ICAN4017还提供采样数据的量程百分比数据类型，当设置为百分比输 出时，输出数据表示此时的采样值为设定的量程的百分比，单位为 %，负数采用补码方式。 输出数据转换成模拟量值公式为： X*FSR/10000，其中 X为有符号数。 上下限的模拟量值转换为对应数据类型寄存器值计算公式为： X*10000/FSR，其中 X为带符号的模拟量值。 模拟量输入通道控制 ICAN4017 的 8 路模拟量输入通道可以独立配置使能或禁止指定通道对输入信号的采样，应用中可以将没有用到的 AI 通道关闭，来提高其他通道的采样速率，读取关闭的通道的采样值，将回复该通道关闭之前的最后采样值。 ICAN4017还具有 AI 输入上、下限超限报警的功能。 模块可以独立配置各个通道的上、下限值，并对上、下限输入超限报警功能进行独立的使能或禁止。 当有 AI 通道的上、下限功能配置为使能时，模块具有的 2路数字量输出用来指示上、下限的超限状态。 通过配置软件配置的各通道上、下限值和通道控制状态都将保存在模块的 E2PROM中，配置信息掉电后不丢失。 数据采集仪表 8通道模拟量输入数据采集模块 产品用户手册 15 ICAN4017 3. ICAN4017的数字量输出功能 ICAN4017还具有 2通道的数字量输出，可以设置为用户控制输出或对模拟量输入采样进行超限状态指示输出。 输出原理 ICAN4017模块的数字量输 出通道，采用集电极开漏输出方式，需要在输出端口连接负载以及上拉电源，最大负载电压 50V，最大负载电流 50mA。 输出信号的内部等效电路如 图。 图 DO 输出内部等效电路 当 DO控制位写入高电平信号时，晶体管 T1导通， DOUT引脚输出为低电平信号；反之 DO控制位写入低电平信号， T1截止， DOUT被外部上拉电阻拉为高电平。 输出接线方式 ICAN4017模 块的数字量输出端口在使用时必须连接上拉电阻。 模块的 DOn 端子脚与用户提供的上拉电阻连接， COM端子脚与用户的提供的信号地相连接，如 图 （ COM是输出信号的公共地，与模块电源电压输入地 GND是隔离的，接线时需要注意，不要混淆）。 图 DO 接线方式示意图 ICAN4017模块的输出信号驱动继电器接线方式，如 图。 图 DO 驱动继电器接线示意图 数据采集仪表 8通道模拟量输入数据采集模块 产品用户手册 16 ICAN4017 数字量输出通道控制 ICAN4017的 2通道的数字量输出，可以设置为用户控制输出或对模拟量输入采样进行超限状态指示输出。 当有模拟量输入通道使能上、下限超限报警功能时， DO输出即选择为超限状态指示输出模式，否则 DO 输出为用户控制输出模式。 DO通道为用户控制输出模式时，具有安全输出的功能。 可以配置 DO的安全时间和安全输出值，当模块与主机超过设定的安全时间未成功通 信时，模块的 DO将以设定的安全输出值输出以保护控制设备的安全，并将模块的状态恢复为未连接状态。 DO 通道为超限状态指示输出模式时， DO 不受安全输出配置的影响，但模块的状态受安全时间的控制。 在此模式下， DO0对应于所有使能超限功能的 AI 通道的下限超限报警，DO1对应于上限超限报警输出。 各个 AI 通道的上、下限值可以独立配置，但只要有一个使能超限报警功能的 AI 通道输入超限，对应的 DO超限输出将以设定的超限值输出。 DO的超限输出值可以通过配置软件配置，根据用户需要配置为高电平输出或低电平输出。 数据采集仪表 8通道模拟量输入数据采集模块 产品用户手册 17 ICAN4017 4. ICAN4017模块的参数配置 Canopen协议是 CANinAutomation(CA)定义的标准之一，并且在发布后不久就获得了广泛的承认。 尤其是在欧洲， Can open协议被认为是在基于 CAN的工业系统中占领导地位的标准。 大多数重要的设备类型，例如数字和模拟的输入输出模块、驱动设备、操作设备、控制器、可编程控制器或编码器，都在称为“设备描述”的协议中进行描述；“设备描述”定义了不同类型的标准设备及其相应的功能。 依靠 Canopen协议的支持，可以对不同厂商的设备通过总线进行配置。 通讯参数说明 对象字典清单如附 录 A 所示，除设备厂商定义参数以外，都是 Canopen 协议中的标准参数，详情请参考协议文本。 设备厂商定义参数从 0x2020开始，如表。 表 设备厂商定义参数表 索引 子索引 参数名 说明 0x2020 0 Number of Entries 参数个数 1 Channel Enable 通道使能 0x2020 0 Number of Entries 参数个数 1 Channel Range1 通道类型 2 Channel Range2 通道类型 3 Channel Range3 通道类型 4 Channel Range4 通道类型 5 Channel Range5 通道类型 6 Channel Range6 通道类型 7 Channel Range7 通道类型 8 Channel Range8 通道类型 0x2020 0 Number of Entries 参数个数 1 Channel Alarm 通道报警使能 0x2020 0 Number of Entries 参数个数 1 Channel Limit Alarm(up)1 通道 0上限报 警值 2 Channel Limit Alarm(up)2 通道 1上限报警值 3 Channel Limit Alarm(up)3 通道 2上限报警值 4 Channel Limit Alarm(up)4 通道 3上限报警值 5 Channel Limit Alarm(up)5 通道 4上限报警值 6 Channel Limit Alarm(up)6 通道 5上限报警值 数据采集仪表 8通道模拟量输入数据采集模块 产品用户手册 18 ICAN4017 7 Channel Limit Alarm(up)7 通道 6上限报警值 8 Channel Limit Alarm(up)8 通道 7上限报警值 0x2020 0 Number of Entries 参数个数 1 Channel Limit Alarm(down)1 通道 0下限报警值 2 Channel Limit Alarm(down)2 通道 1下限报警值 3 Channel Limit Alarm(down)3 通道 2下限报警值 4 Channel Limit Alarm(down)4 通道 3下限报警值 5 Channel Limit Alarm(down)5 通道 4下限报警值 6 Channel Limit Alarm(down)6 通道 5下限报警值 7 Channel Limit Alarm(down)7 通道 6下限报警值 8 Channel Limit Alarm(down)8 通道 7下限报警值 0x2020 0 Number of Entries 参数个数 1 Stakeout DO安全输出值 0x2020 0 Number of Entries 参数个数 1 Dartmouth DO报警输出值 参数配置 对象字典中的参数，若其属性为可写，均可以有用户配置。 使用专用配置软件 市场上有卖的 Canopen 主站卡和配套的 Canopen 网络配置软件，该系统一般功能都比较强大，既能配置节点参数，也能监控整个网络，使用比较方便，但价格都比较贵。 使用一般软件 如果用户没有专用的 Canopen 网络配置系统，那么也可以通过简单的方法配置模块参数，具体方法如下。 （ 1），购买一款简单的 CAN 通信接口卡，只要支持 ，安装到电脑上，运行接口卡厂商提供的测试软件，如下图所示； （ 2），设置好通信速率和其他通信参数； （ 3），配置参数：举例说明如下 . a，读 对象字典：如图。 0x601： SDO的标识为 0x600+Anode（模块标识 ID）； 40001805：读索引为 0x1800，子索引为 05 的项，即事件时间 Event Time； 40001803：读索引为 0x1800，子索引为 03 的项，即约束时间 Inhibit Time。 数据采集仪表 8通道模拟量输入数据采集模块 产品用户手册 19 ICAN4017 图 读对象字典 b，写对象字典：如图。 0x601： SDO的标识为 0x600+Anode； 将约束时间改为 0， SDO命令为： 220208030000； 将事件时间改为 1000毫秒，即 0x3E8， SDO命令为： 2202080503E8； 数据采集仪表 8通道模拟量输入数据采集模块 产品用户手册 20 ICAN4017 图 写对象字典 数据采集仪表 8通道模拟量输入数据采集模块 产品用户手册 21 ICAN4017 5. ICAN4017的 Canopen 协议及其应用 CAN仅定义了第 1层和第 2 层（见 ISO11898 标准），即只定义物理层和数据链路层，没有定义应用层，所以要实现互连还需要一个应用层协议，如图 所示。 CAL（ CAN Application Layer）协议是目前基于 CAN 的高层通讯协议中的一种，由 CA（ CAN in Automation）协会负责管理、发展和推广。 CAL提供了所有的网络管理服务和报文传送协议， 但并没有定 义 CMS对象的内容， Canopen 是在 CAL 基础上开发的，使用了 CAL 通讯和服务协议子集，提供了分布式控制系统的一种实现方案。 经过对 Canopen协议规范的多次修改，使得 Canopen协议的稳定性、 实时性和抗干扰性都得到了进一步的提高， 并且 CA在各个行业不断推出设备子协议， 使 Canopen协议在各个行业得到更快的发展。 图 CAN、 Canopen标准在 OSI网络模型中的位置框图 NMT 对象 NMT适用于 Master/Slave结构的 CA。