21位矩阵编码器高速数据处理系统0数字配线架
21位矩阵编码器高速数据处理系统
21位矩阵编码器高速数据处理系统 21位矩阵编码器高速数据处理系统 光电轴角编码器是一种采用光电方法,将机械转角转换成数字信号输出的数字测角装置,它可以和显示装置或计算机相连,实现运动装置的动态测量和实时控制。光电编码器作为一种集光、机、电于一体的角位置传感器,具有分辨率高、测量精度高、形式多样等优点,已广泛应用于现代工业、航天航空等领域。 随着控制技术的发展和高精密测量需要的增长,光电编码器不断地致力于向小型化、高精度、高分辨率、高频响方向研究与突破。 采用矩阵式编码,相比较传统绝对式编码器的二进制编码和循环码编码方式,可以在一圈间包含多个相位,大大缩减了码道圈数,减小了高位编码器的码盘尺寸,又不损失绝对式编码器的高精度特点,由此满足了高精密仪器对检测装备的高精度和小型化要求。 现在DSP的高速数据处理能力和CPLD在系统上的灵活应用件,使得数据采集与处理系统精度高、速度快、工作更有效,将这种技术应用于光电编码器数据采集系统中,将会得到满意的效果。DSP以数字计算的方法对信号进行处理,处理速度快、精确、抗干扰能力强、体积小且可靠性高,可以实现对信号快速精确的实时处理与控制;采用具有片内可编程功能的CPLD取代传统微处理器外围集成电路,既能节省系统硬件空间,又可以提高系统响应速度,而利用CPLD的大容量和现场可编程的特性就可根据不同的要求进行现场修改,增大系统设计的成功率和父活性。 数据采集系统采样速度和采样精度的提高,使得系统传输的数据量大大增加,因此对处理系统的数据传输过程提出更高的要求,为了保证通讯系统良好的实时性和可靠性,利用现在流行的通用串行总线USB通讯技术,可以实现系统数据与上位机之间的高速传输。 本文介绍了一种21位矩阵编码器的高速数据处理系统, 采用Tl公司的高性能TMS320VC5402型DSP作为主控芯片,选用lattice公司的M4A5—128/64型CPLD和AD公司的AD7874型模数转换器,完成数据的高速处理;并采用USB总线传输技术,使数据能实时传送至上位机。本系统可实现光电编码器的高速信号处理,大大提高系统的响应速度。统的数据传输过程提出更高的要求,为了保证通讯系统良好的实时性和可靠性,利用现在流行的通用串行总线USB通讯技术,可以实现系统数据与上位机之间的高速传输。 本文介绍了一种21位矩阵编码器的高速数据处理系统, 采用Tl公司的高性能TMS320VC5402型DSP作为主控芯片,选用lattice公司的M4A5—128/64型CPLD和AD公司的AD7874型模数转换器,完成数据的高速处理;并采用USB总线传输技术,使数据能实时传送至上位机。木系统可实现光电编码器的高速信号处理,大大提高系统的响应速度。1 矩阵编码器结构1.1矩阵编码器的组成 矩阵编码器是典型的光电轴角编码器,它由两部分组成:信号采集部分和信号处理部分。信号采集部分包括轴系及固定结构、照明和接收系统、码盘、读取狭缝,该部分的主要功能是将光电信号转换为隐含角度信息的电信号。其中照明系统采用发光二极管;码盘采用l3位矩阵码盘,分为粗码和精码两部分;狭缝分为单狭缝和多狭缝,单狭缝用于粗码采集,多狭缝用于精码采集;光电接收元件采用光电三极管。信号处理部分包括放大整形电路、采样保持电路、A/D转换电路、微处理器、接口电路,该部分的作用是将采集的光电信号转化成数字量后按所需格式输出。1.2矩阵码盘 码盘是编码器的核心元件,它是一块具有若干同心圆码道的玻璃圆盘,每条码道由若干等剧期的透光栅线组成。所谓矩阵编码,就是改变原有二进制编码或循环码一圈只刻一位码道的编码方式,而将圆剧分成若干个扇形区间,每个区间刻有不同位数的码道,利用多读数头分别读取出每一位的电信号,再经过矩阵译码,将其译成周期二进制码。 本编码器采用的是l3位矩阵码盘,所第一圈至第四圈为粗码Al至Al2,采用矩阵码编码方式,第五圈为个剧刻划的粗码最高位A。3,A。3用作校止码,第六圈至第九圈为个剧刻划的二进制精码G码。粗码采单狭缝读取信号,精码采用多狭缝读取信号。
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