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摘要:针对位置检测的需要,提出了一种光电编码器位置检测系统。首先阐述了光电编码器的工作原理,并对基于MSP4300 ^/ e7 ^/ ?$ V- ?4 ?& ?
单片机位置检测系统的硬件和软件系统进行了详细的论述。结论证明,系统性能稳定,结构简单,效果良好。+ ]6 \9 e' V% D1 M6 U! G7 L
关键词:光电编码器,位置检测, MSP430单片机) O; D( D& P( k `8 }+ t4 r
在实际的工业位置控制领域中,为了提高控制精度,准确8 |2 |" U; d' o. y. d
地对控制对象进行检测是十分重要的。传统的机械测量位移装
- |5 n7 k K2 H. V+ Q置已远远不能满足现代生产的需要,而数字式传感器光电编码+ ]9 D' J) P" c0 I
器,能将角位移量转换为与之对应的电脉冲输出，主要用于机
4 i. {* |. z* s; {3 L& h3 e# |8 E6 a械位置和旋转速度的检测,具有精度高,体积小等特点，因此决* X% u, o2 M( z+ d) Y
定采用光电编码器进行位移检测。
C7 s* H/ i+ W4 ^' P' I( i美国TI公司推出的MSP430系列16位单片机，具有低功
( L7 B; Q! }6 v* j7 _. e8 }: ?- u耗,运行速度快等优点, 正日益得到广泛的应用。本文将高精度' [9 |3 `8 p0 w6 c0 ?0 O! V
MSP430单片机应用在系统中，作为整个系统的控制器，整个系* l1 U/ |8 _% [% c8 X2 P3 i( m
统结构简单， 抗干扰性强,满足了钢铁厂的生产要求。; s. i3 R3 I0 Q, m) Y8 h' z5 W
1光电编码器原理
4 K* N1 A' ~5 u l+ _) y! |! Z光电编码器是集光、机电技术于- -体的数字化传感器 ,其
: Z3 c& S) y9 m9 m& T基本原理就是在特制的码盘上按- -定规律编排光栅图案,将这9 N& W+ Q; Z/ z1 t* k$ p
些图案用光电头读取,转变为高低有序排列的电平信号。光电
8 \; n2 b, z8 U- `! m编码器输出信号为A,B, Z3个信号，其中A,B为相位差90°
4 k1 U7 G7 D. D# r1 {) e的方波信号, Z为过零脉冲信号。如图1所示,光电编码器每旋
6 W: ]3 h }7 y; I9 B转--周,A、B相输出同样数量的脉冲，Z相输出一个脉冲,脉冲.
/ t9 P; M% J! l w' j2 c1 J q的个数和电机旋转角度,电机的运行距离成正比关系,因此通
9 n8 A- v5 M. N# J4 @过计算脉冲数就能计算出电机在实际运行中所运行的距离。$ |& o1 G6 Z1 m! W: |+ r
( A8 k. O) H+ r/ z0 @: d3 R9 o0 ^* UA相、B相都是光电编码器产生的,这两个信号的前沿和后& L% f! B4 t7 c1 F4 e2 V
沿都对应着光电码盘的1/4节距的信息。因此在实际中为了提5 a. ~. ?6 j; W- F
高光电编码器的定位精度通常采用四倍频方法进行处理。鉴相
) l# u6 X3 n2 |就是通过分析图1的A相,B相信号,得出电机的旋转方向。如
- |3 I X P8 D果A相脉冲超前B相90,说明电机正转，如果B相脉冲超前A.
- z0 B& \0 r, _! w0 `. m相脉冲90,说明电机反转。本系统设计了一种四倍频电路,其原
; a" b# ?5 H/ t2 J6 [/ g) p理图如图2所示,相应的时序图如图3所示。由时序图3可以- \- a4 Z8 X b# l! t2 i
看出,A和B信号经四倍频电路后,输出信号为XA,XB两个信* `6 Q v: p6 U& w b6 ]. V
号,在同一时刻,XA,XB只有一个是脉冲信号,另一个是高电
1 g3 Q+ P4 n0 K3 n6 Q平。因此,将XA,XB两个信号连接到单片机相应的端口上,对' ]1 q7 R; T; c
这两个信号分别进行判断、计数和计算,就可以得出相应的电
2 F6 v+ \+ \1 m' _机转向和位移量。4 o# a; d3 ?. f1 l! }. Q
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3 ~% m3 b p/ Z附件下载：" z$ E, q9 h7 X' ?% D# _( c( J' v3 p
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发表于 2020-5-8 09:51
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