[發(fā)明專利]一種鋼圈編碼器的四讀數(shù)頭數(shù)字信號解碼器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710136187.1
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN107017886B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 鄧永停;李洪文;王帥
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H03M1/24
• 分類號: H03M1/24;H03M1/06
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙) 22210
• 代理人: 于曉慶

1.一種鋼圈編碼器的四讀數(shù)頭數(shù)字信號解碼器，其特征在于，包括：

通過UART串口和RS422接口與伺服控制器相連的微型處理器單元，所述微型處理器單元接收伺服控制器的編碼器協(xié)議參數(shù)；

通過I²C總線和參數(shù)存儲接口與微型處理器單元相連的EEPROM，所述微型處理器單元將編碼器協(xié)議參數(shù)固化在EEPROM內部；

通過地址總線和數(shù)據(jù)總線與微型處理器單元相連的邏輯處理器單元，所述微型處理器單元從EEPROM中讀取編碼器協(xié)議參數(shù)并寫入邏輯處理器單元；

4個增量式編碼器讀數(shù)頭接口，用于將增量式編碼器讀數(shù)頭的差分信號轉換為TTL信號，所述邏輯處理器單元通過增量式編碼器讀數(shù)頭接口與增量式編碼器讀數(shù)頭相連；

4個絕對式編碼器讀數(shù)頭接口，用于將絕對式編碼器讀數(shù)頭的差分信號轉換為TTL信號，所述邏輯處理器單元通過絕對式編碼器讀數(shù)頭接口與絕對式編碼器讀數(shù)頭相連；

所述邏輯處理器單元根據(jù)編碼器協(xié)議參數(shù)選擇與之對應的編碼器讀數(shù)頭接口和解碼方式，同時采集與之對應的編碼器讀數(shù)頭的編碼器數(shù)據(jù)并對其進行解碼處理，所述微型處理器單元讀取解碼后的編碼器數(shù)據(jù)并對其進行均值處理，獲得合成編碼器數(shù)據(jù)；

所述微型處理器單元通過UART串口和RS232接口與液晶顯示屏相連，所述微型處理器單元將合成編碼器數(shù)據(jù)發(fā)送給伺服控制器，同時將編碼器數(shù)據(jù)和合成編碼器數(shù)據(jù)發(fā)送給液晶顯示屏進行實時顯示；

對解碼后的編碼器數(shù)據(jù)進行均值處理獲得合成編碼器數(shù)據(jù)的具體方法為：首先針對兩組對徑安裝的鋼圈編碼器讀數(shù)頭的編碼器數(shù)據(jù)進行合成數(shù)據(jù)處理，分別獲得兩個初步合成編碼器數(shù)據(jù)，此時這兩個初步合成編碼器數(shù)據(jù)相差90°，針對這兩個相差90°的初步合成編碼器數(shù)據(jù)再進行合成數(shù)據(jù)處理，獲得最終的合成編碼器數(shù)據(jù)；

針對對徑安裝的鋼圈編碼器讀數(shù)頭的編碼器數(shù)據(jù)進行合成數(shù)據(jù)處理的具體方法為：將鋼圈編碼器讀數(shù)頭A、B對徑安裝，假設鋼圈逆時針旋轉，若讀數(shù)頭A、B的角度滿足ba，則合成角度θ＝(a+b)/2；若讀數(shù)頭A、B的角度滿足ba，則合成角度θ＝((a+b)/2+180°)-360°，其中，a為讀數(shù)頭A的角度，b為讀數(shù)頭B的角度；

針對兩個相差90°的初步合成編碼器數(shù)據(jù)進行合成數(shù)據(jù)處理的具體方法為：將鋼圈編碼器讀數(shù)頭C、D呈90°安裝，假設鋼圈逆時針旋轉，若讀數(shù)頭C、D的角度滿足dc，則合成角度θ＝(c+d)/2；若讀數(shù)頭C、D的角度滿足dc，則合成角度θ＝((c+d)/2+180°)-360°，其中，c為讀數(shù)頭C的角度，d為讀數(shù)頭D的角度。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼圈編碼器的四讀數(shù)頭數(shù)字信號解碼器，其特征在于，所述邏輯處理器單元內部包括編碼器協(xié)議模塊和編碼器解碼模塊；所述編碼器協(xié)議模塊中兼容多種編碼器協(xié)議，包括BissC協(xié)議模塊、Endat2.2協(xié)議模塊、SSI協(xié)議模塊、增量式編碼器倍頻和計數(shù)模塊，每種協(xié)議模塊的數(shù)量均為4個；所述編碼器解碼模塊對采集的編碼器數(shù)據(jù)進行解碼處理，以供微型處理器單元讀取。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼圈編碼器的四讀數(shù)頭數(shù)字信號解碼器，其特征在于，所述編碼器數(shù)據(jù)的采樣頻率與所述合成編碼器數(shù)據(jù)的發(fā)送頻率相同。

4.根據(jù)權利要求1或3所述的一種鋼圈編碼器的四讀數(shù)頭數(shù)字信號解碼器，其特征在于，所述編碼器數(shù)據(jù)的采樣頻率為0.1kHz～2kHz。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼圈編碼器的四讀數(shù)頭數(shù)字信號解碼器，其特征在于，所述微型處理器單元為選用C8051F120芯片；所述邏輯處理器單元選用EP4CE22E144芯片。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼圈編碼器的四讀數(shù)頭數(shù)字信號解碼器，其特征在于，所述RS422接口選用MAX3077E芯片，用于實現(xiàn)微型處理器單元與伺服控制器之間的串口通信；所述RS232接口選用SP3220芯片，用于實現(xiàn)微型處理器單元與液晶顯示屏之間的串口通信；所述EEPROM選用AT24C04芯片，用于存儲編碼器協(xié)議參數(shù)。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼圈編碼器的四讀數(shù)頭數(shù)字信號解碼器，其特征在于，4個絕對式編碼器讀數(shù)頭接口均選用LTC1520芯片；4個增量式編碼器讀數(shù)頭接口均選用MAX3077E芯片。