[發(fā)明專利]一種絕對編碼器信號轉換為增量編碼器信號的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611027785.7
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106773897B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 沈寶誠;金懷國
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

本發(fā)明公開了一種絕對編碼器信號轉換為增量編碼器信號的方法，具體涉及編碼器信號轉換領域。其解決了現(xiàn)有的編碼器信號轉換為增量編碼器信號需要重復安裝編碼器，增加了系統(tǒng)信號處理的復雜度，降低了控制系統(tǒng)的靈活性和安裝調試效率的不足。該絕對編碼器信號轉換為增量編碼器信號的方法，將絕對編碼器輸出格雷碼的最低位信號線和最高位信號線分別與單片機的IO口相連，單片機接收絕對編碼器發(fā)送過來的最低位和最高位格雷碼數據，根據接收到的絕對編碼器信號電平變化情況，模擬輸出增量編碼器的相應信號，單片機接收完八組絕對編碼器格雷碼數據，對應單片機完成控制輸出一個完整的編碼脈沖信號。

技術領域

本發(fā)明涉及編碼器信號轉換領域，具體涉及一種絕對編碼器信號轉換為增量編碼器信號的方法。

背景技術

編碼器是一種重要的工業(yè)輔助裝置，廣泛用于工業(yè)系統(tǒng)中，常用來進行位置檢測、速度控制等，根據其刻度方法和信號輸出形式可分為增量式和絕對式兩種。增量編碼器是用脈沖的個數來表示位移的大小，其計數起點任意，可實現(xiàn)多圈無限累加測量，具有安裝簡單、價格便宜以及后續(xù)數據處理工作量小等優(yōu)點，但它開機要先找參考位，無法輸出軸轉動的絕對位置信息。絕對編碼器直接輸出數字量信號，它的每個位置唯一且由機械位置決定，在轉軸的任意位置都可以讀出角度坐標的絕對值，其無需記憶、無需找參考點、無需計數，精度高，電源切除后位置信息不會丟失。同時，為了提高位置同步和數據采集的準確性，絕對編碼器在數據采集的編碼中采用格雷碼，在使用絕對編碼器信號的時需對其信號進行轉換。

由于絕對編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，廣泛應用于對精度要求比較高的工控系統(tǒng)中。在一些控制場合，只需通過采集增量編碼信號這種簡單方法就可獲取機械轉軸的位移變化量，從而實現(xiàn)位置檢測和設備控制。如果在已裝有絕對編碼器的系統(tǒng)中二次安裝增量編碼器，或者重新搭建模擬現(xiàn)場的機械傳動裝置來獲得增量編碼信號，不但要求要有合適的安裝位置和空間，而且也會增加整體布線數量，隨之也會降低系統(tǒng)的可靠性，增加安裝和改造成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對上述不足，提出了在工業(yè)控制中不需要重復安裝編碼器實現(xiàn)將絕對編碼器信號轉換為增量編碼器信號，降低工業(yè)控制系統(tǒng)信號處理的復雜度，提高控制系統(tǒng)的靈活性的一種絕對編碼器信號轉換為增量編碼器信號的方法。

本發(fā)明具體采用如下技術方案：

一種絕對編碼器信號轉換為增量編碼器信號的方法，

將絕對編碼器輸出格雷碼的最低位信號線和最高位信號線分別與單片機的IO口相連，單片機接收絕對編碼器發(fā)送過來的最低位和最高位格雷碼數據，根據接收到的絕對編碼器信號電平變化情況，模擬輸出增量編碼器的相應信號；

單片機接收完八組絕對編碼器格雷碼數據，對應單片機完成控制輸出一個完整的編碼脈沖信號；

其中絕對編碼器的數據傳輸周期為t，位數為n，步長為2ⁿ，轉換后的增量編碼A相信號和B相信號周期都為T＝8t，步長為2^n-3，即轉換后的增量編碼信號的步長是絕對編碼器步長的1/8，測角分辨率也是是絕對編碼器的1/8，根據單片機接收到的絕對編碼器最低位格雷碼信號脈沖是上升沿還是下降沿，來模擬輸出增量編碼的A相信號和B相信號，然后再根據絕對編碼器最高位格雷碼信號脈沖信號的下降沿，輸出增量編碼的Z相信號。

優(yōu)選地，所述絕對編碼器最低位第一個上升沿到第二個上升沿之間的時間為增量編碼A相信號的高電平時間，絕對編碼器最低位第二個上升沿到第三個上升沿之間的時間為增量編碼B相信號的低電平時間。

優(yōu)選地，所述增量編碼A相信號和B相信號是兩組信號波形相同，并且僅存在1/4周期相位差的脈沖信號，增量編碼Z相信號為復位信號，當單片機判斷出絕對編碼信號完成旋轉一周或者回到零點則控制輸出增量編碼Z相信號，增量編碼Z相信號表示零相位。