【E课堂】旋转编码器的编程思路

　　旋转编码器应用于角度定位或测量时，通常有A、B、Z三相输出。A相和B相输出占空比为50%的方波。编码器每转一周，A相和B相输出固定数目的脉冲。当编码器正向旋转时，A相比B相超前四分之一个周期;当编码器反向旋转时，B相比A相超前四分之一个周期。A相和B相输出方波的相位差为90°。编码器每转一周，Z相输出一个脉冲。由于编码器每转一周，A相和B相输出固定数目的脉冲，则A相或B相每输出一个脉冲，表示编码器旋转了一个固定的角度。当Z相输出一个脉冲时，表示编码器旋转了一周。因此旋转编码器可以测量角位移及位移方向。

　　我们通常用的是增量型编码器，可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给PLC，利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲，有的只有A、B相两相，最简单的只有A相。

　　编码器有5条引线，其中3条是脉冲输出线，1条是COM端线，1条是电源线(OC门输出型)。编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用PLC的DC24V电源。电源“-”端要与编码器的COM端连接，“+ ”与编码器的电源端连接。编码器的COM端与PLC输入COM端连接，A、B、Z两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接，A、B为相差90度的脉冲，Z相信号在编码器旋转一圈只有一个脉冲，通常用来做零点的依据，连接时要注意PLC输入的响应时间。旋转编码器还有一条屏蔽线，使用时要将屏蔽线接地，提高抗干扰性。

　　编码器-----------PLC

　　A，B，Z 分别接入PLC的输入点(按速计数器HSC的规定)

　　+24V------------+24V

　　COM------------- -24V-----------COM

　　旋转编码器的应用电路为:

　　其中100pF的电容为去抖动的作用，但是软件处理的时候最好还是加上软件去抖动，以防止误判。软件去抖动最常用的就是延时和连续采样多次，在此不再详述。

　　A和B输出波形为

　　通过输出波形图可知每个运动周期的时序为

　　静止状态为11或00,A异或B的结果为0(注1)

　　单片机可利用定时器中断来检测A和B的状态，中断时间在5~20ms之间均可。

　　当检测到A^B= 0时，表示为静止状态，记下A和B的状态。

　　当检测到A^B= 1时，表示有转动，读取AB的状态，如果AB是从11到01或者是

　　从00到10则为正转，反之如果AB是从11到10或者是从00到01则为反转。

　　此方法比较简单可靠，可以检测转动一格又可以检测快速转动。

　　注1:异或运算

　　异或的运算方法是一个二进制运算，C语言中用A^B表示A异或B：

　　1^1=0

　　0^0=0

　　1^0=1

　　0^1=1

　　两者相等为0,不等为1.