[發明專利]一種回差可調的滯回邏輯實現方法及實現裝置

有效

• 申請號: 201410324712.9
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104101365A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 吳小鋒
• 申請（專利權）人: 江西省智成測控技術研究所有限責任公司
• 主分類號: G01D3/032
• 分類號: G01D3/032
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

1.一種回差可調的滯回邏輯實現方法，其特征在于：

A.時鐘發生器接收來自增量式編碼器的兩個增量脈沖信號A_IN和B_IN，時鐘發生器在A_IN或B_IN的每一個跳變時刻能觸發時鐘發生器產生一個周期的同步時鐘信號clk；同步時鐘信號clk分別輸出到判向狀態機、回差雙向計數器、比較器、譯碼器、D觸發器Q1和D觸發器Q2，作為它們各自的同步時鐘；

B.判向狀態機接收來自增量式編碼器的兩個增量脈沖信號A_IN和B_IN和來自上電復位器的復位信號RST_IN，在同步時鐘信號clk的下降沿觸發下輸出當前方向信號cur_dir；假設信號高電平用‘1’表示，低電平為‘0’表示，判向狀態機所有狀態有A、B、C、D四種狀態值，則判向狀態機狀態轉移規則為：

a.若復位信號RST_IN為1，增量脈沖信號A_IN為0，增量脈沖信號B_IN為0，判向狀態機處于A狀態，輸出當前方向信號cur_dir為0；

b.若復位信號RST_IN為1，且增量脈沖信號A_IN為0，且增量脈沖信號B_IN為1，則判向狀態機轉入B狀態，且輸出當前方向信號cur_dir為0；

c.若復位信號RST_IN為1，且增量脈沖信號A_IN為1，且增量脈沖信號B_IN為1，則判向狀態機轉入C狀態，且輸出當前方向信號cur_dir為0；

d.若復位信號RST_IN為1，且增量脈沖信號A_IN為1，且增量脈沖信號B_IN為0，則判向狀態機轉入D狀態，且輸出當前方向信號cur_dir為0；

e.若復位信號RST_IN為0，且增量脈沖信號A_IN為0，且增量脈沖信號B_IN為1，且判向狀態機處于狀態A，則判向狀態機轉入B狀態，輸出當前方向信號cur_dir為1；

f.若復位信號RST_IN為0，且增量脈沖信號A_IN為0，且增量脈沖信號B_IN為1，且判向狀態機處于狀態C，則判向狀態機轉入B狀態，輸出當前方向信號cur_dir為0；

g.若復位信號RST_IN為0，且增量脈沖信號A_IN為0，且增量脈沖信號B_IN為0，且判向狀態機處于狀態D，則判向狀態機轉入A狀態，輸出當前方向信號cur_dir為1；

h.若復位信號RST_IN為0，且增量脈沖信號A_IN為0，且增量脈沖信號B_IN為0，且判向狀態機處于狀態B，則判向狀態機轉入A狀態，輸出當前方向信號cur_dir為0；

i.若復位信號RST_IN為0，且增量脈沖信號A_IN為1，且增量脈沖信號B_IN為1，且判向狀態機處于狀態B，則判向狀態機轉入C狀態，輸出當前方向信號cur_dir為1；

j.若復位信號RST_IN為0，且增量脈沖信號A_IN為1，且增量脈沖信號B_IN為1，且判向狀態機處于狀態D，則判向狀態機轉入C狀態，輸出當前方向信號cur_dir為0；

k.若復位信號RST_IN為0，且增量脈沖信號A_IN為1，且增量脈沖信號B_IN為0，且判向狀態機處于狀態C，則判向狀態機轉入D狀態，輸出當前方向信號cur_dir為1；

l.若復位信號RST_IN為0，且增量脈沖信號A_IN為1，且增量脈沖信號B_IN為0，且判向狀態機處于狀態A，則判向狀態機轉入D狀態，輸出當前方向信號cur_dir為0；

m.若復位信號RST_IN，增量脈沖信號A_IN和B_IN，判向狀態機當前所處狀態不滿足以上邏輯時，則判向狀態機的狀態和輸出的當前方向信號保持不變；

?C．當前方向信號cur_dir輸入到D觸發器Q1的數據輸入端，復位信號RST_IN輸入到D觸發器Q1的復位輸入端（RST，當RST_IN為0時，D觸發器Q1在同步時鐘信號clk的下降沿觸發下通過狀態輸出端輸出上次方向信號last_dir，并分別輸入到回差雙向計數器的上次方向輸入端和比較器的上次方向輸入端；當RST_IN為1時，D觸發器Q1的狀態輸出端輸出的上次方向信號last_dir變為0；

D.回差雙向計數器接收當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir、上次實際方向信號last_real_dir、數據寬度為N位的預置回差數據DIFF_N_IN、復位信號RST_IN和同步時鐘信號clk，在以上信號的驅動下輸出實際方向信號real_dir給D觸發器Q2,?數據寬度為N位回差計數值org_cnt_N；

回差雙向計數器的邏輯功能為：復位信號RST_IN為1時，回差計數值org_cnt_N被置為0，實際方向信號real_dir被置為0；復位信號為0時回差雙向計數器由同步時鐘信號clk下降沿觸發，其狀態轉移規則為：

a.若當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir和上次實際方向last_real_dir相同，且回差計數值org_cnt_N與回差值DIFF_N_IN不相等，且回差計數值org_cnt_N與0不相等，則回差計數值org_cnt_N增1，實際方向信號real_dir等于當前方向信號cur_dir；

b.若當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir和上次實際方向last_real_dir相同，且回差計數值org_cnt_N與預置回差值DIFF_N_IN或0相等，則回差計數值org_cnt_N保持不變，實際方向信號real_dir等于當前方向信號cur_dir；

c.若當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir相同，但與上次實際方向last_real_dir不同，且回差計數值org_cnt_N與0相等，則回差計數值org_cnt_N保持不變，實際方向信號real_dir等于當前方向信號cur_dir；

d.若當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir相同，但與上次實際方向last_real_dir不同，且回差計數值org_cnt_N與0不相等，則回差計數值org_cnt_N減1，實際方向信號real_dir保持不變；

e.若當前方向信號cur_dir、上次實際方向信號last_real_dir相同，但與上次方向信號last_?dir不同，則回差計數值org_cnt_N增1，實際方向信號real_dir保持不變；

f.若上次實際方向信號last_real_dir與上次方向信號last_?dir相同，但與當前方向信號cur_dir不同，則回差計數值org_cnt_N減1，實際方向信號real_dir保持不變；

g.若當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir和上次真實信號last_real_dir不滿足以上邏輯關系時，則在差計和值org_cnt_N和實際方向信號real_dir保持不變；

E.實際方向信號real_dir輸入到D觸發器Q2的數據觸發信號輸入端，復位信號RST_IN輸入到D觸發器Q2的復位輸入端，當RST_IN為0時，D觸發器Q2在同步時鐘信號clk的下降沿觸發下由狀態輸出端輸出上次實際方向信號last_real_dir，并輸出到回差雙向計數器的上次實際方向輸入端；當RST_IN為1時，D觸發器Q2狀態輸出端輸出的上次實際方向信號last_real_dir變為0；

F.比較器接收當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir、上次實際方向信號last_real_dir、數據寬度為N位的預置回差數據DIFF_N_IN、數據寬度為N位的回差計數值org_cnt_N、復位信號RST_IN和同步時鐘信號clk，在以上信號的驅動下輸出數據寬度為2位的計數值cnt_2給譯碼器；

比較器的邏輯功能為：復位信號RST_IN為1時，計數值cnt_2被置為0；復位信號RST_IN為0時比較器由同步時鐘信號clk下降沿觸發，其狀態轉移規則為：

a.若當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir和上次實際方向last_real_dir均為1，且回差計數值org_cnt_N與回差數據DIFF_N_IN或0相等，則計數值cnt_2增1；

b.若當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir和上次實際方向last_real_dir均為0，且回差計數值org_cnt_N與回差數據DIFF_N_IN或0相等，則計數值cnt_2減1；

c.?若當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir和上次實際方向last_real_dir三者不相等時，或回差計數值org_cnt_N與回差數據DIFF_N_IN和0都不相等，則計數值cnt_2保持不變；

d.?若當前方向信號cur_dir、上次方向信號last_dir、上次實際方向last_real_dir、回差計數值org_cnt_N和回差數據DIFF_N_IN不滿足以上邏輯關系時，則計數值cnt_2保持不變；

G.譯碼器接收計數值cnt_2和同步時鐘信號clk，在同步時鐘信號clk的下降沿觸發下對計數值cnt_2進行譯碼，并輸出兩個增量脈沖信號A_OUT和B_OUT；

a.若cnt_2與0相等，則A_OUT為0,B_OUT為0；

b.若cnt_2與1相等，則A_OUT為0，B_OUT為1；

c.若cnt_2與2相等，則A_OUT為1，B_OUT為1；

d.若cnt_2與3相等，則A_OUT為1，B_OUT為0??。

2.一種基于回差可調的滯回邏輯實現的滯回邏輯裝置，其特征在于：包括增量式編碼器、上電復位器、N位波段開關和回差可調的滯回邏輯電路，回差可調的滯回邏輯電路由時鐘發生器、判向狀態機、回差雙向計數器、比較器、譯碼器、D觸發器Q1、D觸發器Q2組成，增量式編碼器的輸出端分別與時鐘發生器的脈沖輸入端和判向狀態機的數據輸入端連接，時鐘發生器的時鐘輸出端分別與判向狀態機的時鐘輸入端、回差雙向計數器的時鐘輸入端、比較器的時鐘輸入端、譯碼器的時鐘輸入端、D觸發器Q1的時鐘輸入端和D觸發器Q2的時鐘輸入端連接，上電復位器的復位輸出端分別與判向狀態機的復位輸入端、回差雙向計數器的復位輸入端、比較器的復位輸入端、D觸發器Q1的復位輸入端和D觸發器Q2的復位輸入端連接，N位波段開關的波段開關輸出端分別與回差雙向計數器的預置回差輸入端、比較器的預置回差輸入端連接，判向狀態機的方向信號輸出端分別與D觸發器Q1的數據輸入端、回差雙向計數器的當前方向輸入端、比較器的當前方向輸入端連接，D觸發器Q1的狀態輸出端分別與回差雙向計數器的上次方向輸入端和比較器的上次方向輸入端連接，回差雙向計數器的方向信號輸出端與D觸發器Q2的數據輸入端連接，D觸發器Q2的狀態輸出端與回差雙向計數器的上次實際方向輸入端、比較器的上次實際方向輸入端連接，回差雙向計數器的回差計數輸出端與比較器的回差計數輸入端連接，比較器的計數值輸出端與譯碼器的編碼輸入端連接，譯碼器的兩個輸出端輸出具有滯回特性的增量脈沖信號，增量脈沖信號的頻率、分辨率和占空比分別與編碼器輸出增量脈沖的頻率、分辨率和占空比一致。