[實(shí)用新型]一種基于移位寄存器級聯(lián)的SSI數(shù)據(jù)采集電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821452606.9
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN208985151U
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁紅偉;王宇飛;曾丹
• 申請（專利權(quán)）人: 常州第四無線電廠有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F9/30
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務(wù)所 11353
• 代理人: 胡孫全

本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其一種基于移位寄存器級聯(lián)的SSI數(shù)據(jù)采集電路，包括2片單端與差分轉(zhuǎn)換芯片、m片n位移位寄存器芯片、主控制器、SSI模塊，其中一片單端與差分轉(zhuǎn)換芯片將主控制器的單端時(shí)鐘信號轉(zhuǎn)換成SSI模塊所需的差分時(shí)鐘信號；另一片單端與差分轉(zhuǎn)換芯片將SSI模塊的差分?jǐn)?shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成移位寄存器所需的單端輸入信號；所述m片n位移位寄存器芯片級聯(lián)組成m*n位移位寄存器電路，將m*n位SSI串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成m*n位并行數(shù)據(jù)。有益效果：解決了SSI數(shù)據(jù)采集占用CPU資源多、運(yùn)算周期長、速度慢、功耗大、控制邏輯復(fù)雜、所需元器件不易獲取、成本高等問題，采用通用器件設(shè)計(jì)控制電路，以簡單、高效、經(jīng)濟(jì)、可靠的方法實(shí)現(xiàn)SSI數(shù)據(jù)采集。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于移位寄存器級聯(lián)的SSI數(shù)據(jù)采集電路。

背景技術(shù)

編碼器作為傳感器的一種，主要用來偵測機(jī)械運(yùn)動的速度、位置、角度、距離或計(jì)數(shù)，已在雷達(dá)、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和高精度伺服系統(tǒng)等各類自動化控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)以及國際上生產(chǎn)的高精度絕對式編碼器多采用串行輸出，其中最常用的是SSI接口。SSI接口具有傳輸速度快、安裝成本少、線路簡化的優(yōu)點(diǎn)，它只通過兩個(gè)信號(時(shí)鐘和數(shù)據(jù))的串行方式來傳輸，并且時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號均采用差分方式傳送，信號傳輸精確，抗干擾能力強(qiáng)，適合長距離傳輸，因而在編碼器上得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

由于編碼器對SSI接口的普遍應(yīng)用，就出現(xiàn)了SSI數(shù)據(jù)采集問題，目前，單片機(jī)、DSP、PC104、工控機(jī)等工控領(lǐng)域常用的控制器一般不提供SSI接口，市場上常見的SSI轉(zhuǎn)換器通信速率低、價(jià)格高、不易安裝，此外編碼器廠家一般不提供接口轉(zhuǎn)換器，這些因素在一定程度上限制了SSI編碼器的應(yīng)用。目前常用的SSI數(shù)據(jù)采集方法主要有以下幾種：一、串行信號直接采集：實(shí)現(xiàn)方法是將SSI差分信號轉(zhuǎn)換為單端信號或異步串行信號后，直接傳送至CPU，CPU使用模擬的SSI接口或異步串口串行接收數(shù)據(jù)，并即時(shí)運(yùn)算處理，這種采集方法占用CPU資源多，運(yùn)算周期長，速度慢，導(dǎo)致CPU功耗大；二、采用SSI接口轉(zhuǎn)并口模塊：目前國內(nèi)常見的一款模塊為SSI208P，該模塊將SSI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成8位并行數(shù)據(jù)輸出，直接傳送至CPU，最高可采集32位數(shù)據(jù)，分4次輸出，分時(shí)傳送至CPU，CPU再將4次接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理，這種采集方法所需元器件不易獲取，且成本較高，在采集位數(shù)較多時(shí)須分時(shí)控制，占用CPU資源較多，控制邏輯復(fù)雜，運(yùn)算周期長，速度慢，導(dǎo)致CPU功耗大；三、使用CPLD芯片自行開發(fā)SSI接口轉(zhuǎn)并口電路：實(shí)現(xiàn)方法是以CPLD芯片為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)SSI接口轉(zhuǎn)并口電路，將SSI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成8位并行數(shù)據(jù)，然后按方法二的接收方式進(jìn)行處理，或者轉(zhuǎn)換成編碼器相同的位數(shù)的并行數(shù)據(jù)直接并行傳送至CPU即時(shí)處理，這種采集方法成本高，開發(fā)周期長，開發(fā)難度大，風(fēng)險(xiǎn)高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：為了解決SSI數(shù)據(jù)采集的以下問題，一、直接串行采集占用CPU資源多，運(yùn)算周期長，速度慢，導(dǎo)致CPU功耗大；二、SSI接口串轉(zhuǎn)并采集所需元器件不易獲取，且成本較高，在采集位數(shù)較多時(shí)須分時(shí)控制，占用CPU資源較多，控制邏輯復(fù)雜，運(yùn)算周期長，速度慢，導(dǎo)致CPU功耗大；三、自行開發(fā)SSI轉(zhuǎn)接口成本高，開發(fā)周期長，開發(fā)難度大，風(fēng)險(xiǎn)高；本實(shí)用新型提供了一種基于移位寄存器級聯(lián)的SSI數(shù)據(jù)采集電路，包括2片單端與差分轉(zhuǎn)換芯片、m片n位移位寄存器芯片、主控制器以及SSI模塊，所述一個(gè)單端與差分轉(zhuǎn)換芯片將主控制器的單端時(shí)鐘信號SCK轉(zhuǎn)換成SSI模塊所需的差分時(shí)鐘信號CLOCK+、CLOCK-送至SSI模塊時(shí)鐘引腳；所述另一個(gè)單端與差分轉(zhuǎn)換芯片將SSI模塊的差分?jǐn)?shù)據(jù)信號DATA+、DATA-轉(zhuǎn)換成移位寄存器所需的單端輸入信號送至移位寄存器芯片的串行輸入端；所述m片n位移位寄存器芯片級聯(lián)組成m*n位移位寄存器電路，將m*n位SSI串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成m*n位并行數(shù)據(jù)，直接由主控制器的m*n個(gè)I/O口并行讀取的技術(shù)方案，使用常用的通用器件設(shè)計(jì)控制電路，以簡單、高效、經(jīng)濟(jì)、可靠的方法解決SSI數(shù)據(jù)采集問題。