[發(fā)明專利]一種同步串行接口信號傳感器數(shù)據(jù)采集裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210323369.7
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102866979A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 向?qū)W輔;駱云志;劉啟輝;章百寶;張云龍;徐劍峰
• 申請（專利權）人: 四川省綿陽西南自動化研究所
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

技術領域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)采集裝置技術領域，具體涉及一種同步串行接口信號傳感器數(shù)據(jù)采集裝置。

背景技術

同步串行接口（Synchronous?Serial?Interface簡稱SSI，）信號絕對值編碼器廣泛地應用于數(shù)控機床、移動機器人和光電跟蹤系統(tǒng)等技術領域；對SSI信號絕對值編碼器數(shù)據(jù)進行實時快速地采集和轉(zhuǎn)發(fā)的裝置已成為這些領域的關鍵設備。SSI通過主設備主動發(fā)出一定頻率的同步時鐘信號，從設備以最高位到最低位的順序同步傳輸數(shù)據(jù)到主設備的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，具有很強的傳輸能力和抗干擾能力。已有的SSI信號傳感器數(shù)據(jù)采集裝置能夠?qū)崿F(xiàn)了實時多路SSI信號的傳感器數(shù)據(jù)采集；但是通常存在工作模式固定和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接口單一和不具備用戶在線配置參數(shù)的功能。

如中國專利文獻數(shù)據(jù)庫公開了一種發(fā)明名稱為《一種同步串行接口信號的外設組件互連標準采集裝置》（公開號為CN201020529373）的專利申請技術，該發(fā)明屬于SSI信號傳感器數(shù)據(jù)采集領域的一種以FPGA模塊為核心的采集裝置，其技術特點是：將FPGA模塊作為核心控制單元，一端與SSI驅(qū)動芯片連接，另一端經(jīng)PCI橋芯片與PCI總線連接。SSI驅(qū)動芯片的另一端與四路SSI信號傳感器連接，同時對四路SSI信號傳感器數(shù)據(jù)進行實時快速地采集，采集后經(jīng)PCI總線轉(zhuǎn)發(fā)到工控機；固定的工作模式和單一的PCI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接口限制了裝置的適用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為了滿足嵌入式系統(tǒng)對SSI信號傳感器數(shù)據(jù)采集裝置的多樣性和靈活性需求，本發(fā)明提供一種同步串行接口信號傳感器數(shù)據(jù)采集裝置。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

本發(fā)明的同步串行接口信號傳感器數(shù)據(jù)的可在線配置的采集裝置的硬件包括可執(zhí)行程序的DSP處理器，串口和CAN驅(qū)動器組模塊，可擦除可編程存儲器EEPROM，四路SSI驅(qū)動器組模塊和雙排針式通用接插件；采集裝置以可執(zhí)行程序的DSP處理器為核心，DSP處理器的專用通信接口與串口和CAN驅(qū)動器組模塊連接，通過串口和CAN驅(qū)動器組模塊中的第一串口與外部參數(shù)配置設備通信，DSP處理器接收用戶的系統(tǒng)配置參數(shù)，自動判斷機制對用戶配置的系統(tǒng)配置參數(shù)進行智能判斷和處理，返回提示信息；采集的SSI信號的傳感器數(shù)據(jù)編碼后可通過第二串口或CAN轉(zhuǎn)發(fā)到外部接收設備；DSP處理器的SPI接口與可擦除可編程存儲器EEPROM連接，自動讀取存儲在可擦除可編程存儲器EEPROM中的系統(tǒng)配置參數(shù)和修改存儲在可擦除可編程存儲器EEPROM中的系統(tǒng)配置參數(shù)；DSP處理器的GPIOA和GPIOB端口與四路SSI驅(qū)動器組模塊連接，四路SSI驅(qū)動器組模塊的另一端通過四線制SSI信號線與SSI信號傳感器連接；通過軟件控制GPIOA的數(shù)據(jù)寄存器產(chǎn)生用戶設置的頻率的同步時鐘信號，同時按時序讀取GPIOB的數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)快速采集。

用于控制采集裝置運行的控制軟件設置在DSP處理器的存儲器中，控制軟件執(zhí)行如下步驟：

a?初始化DSP處理器中的CPU定時器、GPIO、SCI、CAN和SPI模塊，初始化可執(zhí)行程序中的變量，配置和使能DSP處理器中的第一串口；?

b?等待CPU定時器產(chǎn)生的控制周期標志有效，如果標志有效，清除標志，轉(zhuǎn)入下一步；

c?判斷系統(tǒng)配置參數(shù)修改標志是否有效，如果標志無效，轉(zhuǎn)入步驟e；

d當c步驟中修改標志有效時，清除標志，讀取系統(tǒng)配置參數(shù)，配置GPIO、SCI、CAN和SPI模塊，重新對可執(zhí)行程序中的變量初始化；

e采樣周期計數(shù)器加一；

f?判斷采樣計數(shù)器是否滿足限定值，如果沒滿足限定值，轉(zhuǎn)入步驟l；

g?當步驟f中采樣計數(shù)器已滿足限定值，將計數(shù)器清零；

h判斷四路SSI信號數(shù)據(jù)采集口是否被選擇使能，如果都沒有被選擇使能，轉(zhuǎn)入步驟l；

i當步驟h中有SSI信號數(shù)據(jù)采集口被選擇使能時，啟動被使能的SSI信號數(shù)據(jù)采集口，控制GPIOA的數(shù)據(jù)寄存器相應位產(chǎn)生用戶設置的頻率的同步時鐘信號，同時按時序讀取GPIOB的數(shù)據(jù)寄存器相應位的值，移位編碼，循環(huán)至采集完畢結(jié)束；

j判斷第二串口或CAN被選擇為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接口是否有效，如果無效，轉(zhuǎn)入步驟l；

k?當步驟j中有通信口被選擇為轉(zhuǎn)發(fā)接口時，按照被選擇通信口的協(xié)議對采集數(shù)據(jù)進行編碼和發(fā)送，發(fā)送完畢結(jié)束；

l判斷第一串口的收到數(shù)據(jù)標志是否有效，如果無效，轉(zhuǎn)入步驟p；