您的位置:網(wǎng)站首頁(yè) > 電器維修資料網(wǎng) > 正文 >
DSP的絕對(duì)式光電編碼器串行接口設(shè)計(jì)
來(lái)源: 日期:2013-11-29 9:18:09 人氣:標(biāo)簽:
摘要:為了實(shí)現(xiàn)ssi接口的絕對(duì)式光電編碼器在電機(jī)伺服控制系統(tǒng)中對(duì)電機(jī)位置的檢測(cè),采用了dsp芯片tms320f2812的通用i/o口模擬ssi接口與絕對(duì)式編碼器之間的通信,編寫了模擬ssi接口通信時(shí)序程序并做了絕對(duì)式編碼器位置檢測(cè)實(shí)驗(yàn),獲得了絕對(duì)式編碼器全范圍的輸出值,單圈數(shù)值為0~25536,經(jīng)4 096圈可輸出范圍0~268 435 456數(shù)值。得到了絕對(duì)式編碼器在電機(jī)伺服控制系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)位置精確采集和精確控制以及利用通用i/o口,實(shí)現(xiàn)ssi接口通信,其具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低、易維護(hù)、位置檢測(cè)精確以及可替代專用解碼芯片的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:絕對(duì)編碼器;dsp;串行通信ssi;tms320f2812
0 引言
在電機(jī)伺服系統(tǒng)中,通常需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置信息作為閉環(huán)控制的反饋信號(hào),對(duì)高精度伺服系統(tǒng)而言,位置反饋環(huán)節(jié)的檢測(cè)精度直接影響伺服系統(tǒng)的性能,常用的位置檢測(cè)裝置有光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器等。旋轉(zhuǎn)變壓器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性和防護(hù)等級(jí)高的優(yōu)點(diǎn),但其解碼復(fù)雜、專用解碼芯片昂貴以及對(duì)電磁干擾敏感等缺點(diǎn)限制了其發(fā)展,現(xiàn)已逐漸被光電編碼器取代。光電編碼器有增量式和絕對(duì)式兩種,增量式光電編碼器精度比較低,其輸出的a,b正交信號(hào)易受電磁干擾和機(jī)械抖動(dòng)引起誤計(jì)數(shù),導(dǎo)致位置定位有誤,且其無(wú)掉電記憶功能。絕對(duì)式光電編碼器具有精度高、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、具有掉電記憶功能等特點(diǎn),因此,絕對(duì)式光電編碼器廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、機(jī)器人、精密機(jī)床和高精度伺服系統(tǒng)等對(duì)精度要求比較高的場(chǎng)合。
絕對(duì)式編碼器的信號(hào)輸出形式有并行和串行兩種,其中串行輸出以ssi接口(同步串行接口)數(shù)據(jù)連線少、可靠度高的性能優(yōu)勢(shì)而得到較多應(yīng)用。但是由于采用串行輸出方式會(huì)導(dǎo)致較大的傳輸延遲,這就對(duì)串行通信的速度和可靠性有比較高的要求。絕對(duì)式編碼器的應(yīng)用需要專用的處理芯片,芯片的價(jià)格十分昂貴,有人采用cpld、fpga等硬件實(shí)現(xiàn)對(duì)編碼器串行數(shù)據(jù)的處理,這無(wú)疑增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。本文介紹了以dsp芯片tms320f2812為核心,針對(duì)意大利lika公司的hmct/16/4096/ba絕對(duì)式光電編碼器進(jìn)行了ssi接口電路和軟件的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)dsp的通用i/o口與編碼器之間的通信。
1 絕對(duì)式光電編碼器
意大利lika公司的hmct/16/4096/ba絕對(duì)式光電編碼器為單圈分辨率16位(65 536)且圈數(shù)12位(4 096)的多圈高精度編碼器,其分辨率可達(dá)0.001 5%;輸出電路形式為ssi等幾種輸出方式;輸出碼制為格雷碼和二進(jìn)制碼可選;軸心(軸向和徑向)負(fù)載 大為40 n;軸心旋轉(zhuǎn)速度 大6 000 r/m;轉(zhuǎn)動(dòng)慣量約95 g·cm2;供電電壓10~30 v;功耗1 w;輸出電流 大為40 ma;存儲(chǔ)溫度范圍:-40~100℃;工作溫度范圍:-20~85℃;保護(hù)等級(jí):ip65;質(zhì)量:0.3 kg。電氣連接方式:eml121h接頭,連接器引線如表1所示。其中,brown/green為供電電壓正,white/green為供電電壓負(fù),本方案中除用到供電電壓信號(hào)外,只用了其中的clock+,clock-,data+和data-信號(hào)。
2 ssi接口及ssi協(xié)議介紹
ssi接口光電編碼器采用主機(jī)主動(dòng)讀取方式,是以2對(duì)符合rs 422電平的信號(hào)線進(jìn)行信號(hào)傳輸,1對(duì)數(shù)據(jù)(data)線,1對(duì)同步時(shí)鐘(clock)線。ssi同步時(shí)鐘頻率決定數(shù)據(jù)傳輸速率,其范圍較寬為0.1~2 mhz,可以根據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)近選擇相應(yīng)的傳輸速率,傳輸速率自適應(yīng)。ssi數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序如圖1所示,在同步時(shí)鐘控制下,從 高有效位(msb)開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù),在時(shí)鐘信號(hào)的第一個(gè)下降沿,如“1”位置,編碼器的當(dāng)前位置值被儲(chǔ)存,在隨后的時(shí)鐘上升沿,如“2”位置,存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)被送出,即 高有效位msb被送出,以后依次送出其他有效位數(shù),直到 低有效位lsb被送出, 后一個(gè)由低到高電平的跳變,如“3”的位置,輸出傳輸周期結(jié)束,再經(jīng)tm時(shí)間后編碼器進(jìn)入下一個(gè)傳輸周期。圖中t為同步時(shí)鐘周期,tm為脈沖序列結(jié)束保持高電平時(shí)間(tm>t),如果位數(shù)小于25位,要用“0”填充補(bǔ)齊,具體補(bǔ)零位置見(jiàn)參考文獻(xiàn)中的“樹(shù)形(tr ee)數(shù)據(jù)對(duì)齊格式”和“lsb位右對(duì)齊格式”。
- 1
- 2
- 3
- 下一頁(yè)
【看看這篇文章在百度的收錄情況】