基于ARM微控制器AT91M40800和CAN总线的煤矸石分选系统设计

　　简要介绍了ARM(Advanced RISCM achines)微控制器和CAN(Controlle rArea Network)总线技术构成的煤矸石在线识别与自动分选系统，给出了ARM微控制器AT91M40800与CAN总线控制器SJA1000之间相连的硬件电路，论述了硬件接口之间的数据通信实现技术，给出了数据通信的软件设计流程。CPLD(EPM7128)是用来调整时序和实现在线修改。实验证明了设计的可行性，探索了一种新的选煤技术。

　　引言

　　随着嵌入式技术的不断发展，高性能、低功耗、低价格的32位RISC芯片的ARM微控制器呈现出强劲的发展趋势，嵌入式系统和现场总线技术结合，结合二者的优点，为传统的选煤技术提供了新的改造方案。将嵌入式技术和现场总线技术相互融合，设计了一种新的煤块和矸石在线识别与自动分选系统。

　　煤矸石在线识别与自动分选系统

　　煤块和矸石在线识别与自动分选系统的原理框图如图1所示。根据选煤工艺要求，本系统主要由下面三大部分构成：

　　图1　煤矸石在线自动分选系统框图

　　(1)检测部分：由进料斗、输送带、CCD摄像头、图像数据采集电路等组成。开采出来的原煤常含有矸石，必须将矸石从传送带上挑选出来。CCD摄像头将煤与矸石图像送图像数据采集电路进行转换，转换后的信息送入ARM微控制器，通过CAN总线网络传送到PC机进行处理。

　　(2)识别与控制部分：由计算机、ARM微控制器和测控设备组成，它是整个系统的核心。根据模式识别算法计算出煤和矸石的灰分含量，ARM微控制器识别和判断出煤矸石后，完成控制动作。如果判断为煤，控制部分不动作，原煤自然落入煤料斗，从煤块通道运走。如果判断为矸石，发出控制信号，打开阀门，使矸石落入矸石通道。

　　(3)分拣机构：由阀门、物料斗和系统供电设备等组成，通过CAN总线网络，完成多个通道的煤和矸石的自动分选和运输。

　　芯片介绍

　　AT91M40800

　　AT91M40800是ATMEL公司基于ARM7TDMI核的16位/32位微控制器系列中具有较高性价比的一款芯片，其核心为高性能的32位RISC(Reduced Intro-duction Set Computer)体系结构，并具有16位(thumb)指令集。通过可编程的外部总线接口(EBI)直接连接到包括FLASH在内的各种片外存储器，8个优先级的中断向量控制器和片内外围数据控制器显著提高了器件的实时性能。AT91M40800集成了ARM7DMIARMThumb处理器内核，提供了8kB的片内SRAM，8个片选线，32个可编程I/O口，软件可编程的8位或16位的数据总线，最大可寻址空间64MB，两个USART，每个USART有两个专用的外围数据控制器通道，内置可编程的看门狗定时器，8个具有优先级、可单独屏蔽的向量中断控制器，4个外部中断控制寄存器，4个外部中断，包括一个高优先级、低延迟的中断请求，3个外部时钟输入，3通道16位定时器/计数器。