ab相編碼器與正交解碼,絕對值編碼器:
一、增量式編碼器:
歐姆龍的編碼器一般為ab相增量式編碼器,在輸出方式上分為電壓輸出和集電極開路輸出兩種輸出方式。其中集電極開路輸出在採集脈衝是需要加乙個上拉電阻。同時編碼器還有乙個z相信號,即編碼器機械零位訊號,每當編碼器轉到機械零位,z相輸出乙個脈衝,可用於矯正脈衝長時間的積分誤差。
二、正交解碼:
如果只是採集a相或b相的脈衝數,只能測量轉速的大小,而不能判斷旋轉的方向。正交解碼則能解決這個問題。
光電編碼器:
ab相輸出:
發光二極體發射的光通過光柵到達光敏管,引起電平變化。
如果正轉,a相輸出超前b相90度,如果反轉a相滯後b相90度。
每轉一周,索引相,即z相經過發光二極體一次,輸出乙個脈衝,可作為編碼器的機械零位。
1、 ftm正交解碼
現在很多微控制器都有ftm模組,ftm模組中則有正交解碼功能。正交解碼有兩種模式。下面以飛思卡爾(現在為恩智浦)的k60晶元的ftm為例進行講。
一種是ab相正交解碼,
先介紹兩個暫存器:
cnt暫存器:暫存器通過正解解碼的得到的脈衝值,最後只要讀取cnt的值就可以得到編碼器轉數(正值為正轉,負值為反轉)。
cntin暫存器:cnt計數的初始值。
ab相的電平和跳變沿決定了cnt的加數和減數。
cnt增計數時:
a上公升沿,b邏輯低
b上公升沿,a邏輯高
b下降沿,a邏輯低
a下降沿,b邏輯高
cnt減計數是:
a下降沿,b邏輯低
b下降沿,a邏輯高
b上公升沿,a邏輯低
a上公升沿,b邏輯高
另外一種a相輸出的是脈衝,b相輸出方向。
當b相輸出高電平,cnt暫存器加上a相輸出的脈衝;
當b相輸出低電平,cnt暫存器減去a相輸出的脈衝;
而cnt的初始值由cntin決定,一般設定為0。
2、 d觸發器:
如果微控制器沒有正交解碼功能,可以通過d觸發器來判斷編碼器的旋轉方向。
將編碼器的b相作為時鐘輸入到d觸發器的1clk(時鐘),a相作為脈衝輸入到d觸發器的1d(資料位)。當b
相有上公升沿時,
a相的電平將被鎖存到
q1引腳。這樣,通過讀取
q1引腳電平的高低,就可以判定編碼器的旋轉方向。當
q1為高電平時,
a相超前
b相,正轉;當
q1為低電平時,
a相滯後
b相,反轉;再綜合微控制器
ptm的脈衝計數功能,就可以實現正交解碼功能。
3、 正交解碼晶元(如hctl-2020):
也可以通過外加正交解碼晶元實現正交解碼功能,如何使用暫時不進行敘述。
三、絕對式編碼器:
絕對式編碼器的每乙個位置對應乙個二進位制數,二進位制數有每一道線的亮暗表示。例如:10位的絕對式編碼器每個位置有10道線,可以表示0-1023共1024個位置。
絕對值編碼器為每乙個軸的位置提供乙個獨一無二的編碼數字值。絕對編碼器由機械位置決定的每個位置是唯一的,它無需記憶,無需找參考點,而且不用一直計數,什麼時候需要知道位置,什麼時候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、資料的可靠性大大提高了。
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