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基于MSP430F149单片机的光电编码器位置检测系统方案

作者:时间:2013-02-07来源:网络收藏
  1、原理

  是集光、机、电技术于一体的数字化传感器,其基本原理就是在特制的码盘上按一定规律编排光栅图案,将这些图案用光电头读取,转变为高低有序排列的电平信号。输出信号为A , B , Z 3 个信号,其中A , B 为相位差90°的方波信号, Z 为过零脉冲信号。如图1所示,光电编码器每旋转一周,A、B 相输出同样数量的脉冲, Z相输出一个脉冲,脉冲的个数和电机旋转角度,电机的运行距离成正比关系。


基于MSP430F149单片机的光电编码器位置检测系统方案

  A相、B相都是光电编码器产生的,这两个信号的前沿和后沿都对应着光电码盘的1/4节距的信息鉴相就是通过分析图1的A相,B相信号,得出电机的旋转方向。如果A相脉冲超前B相90,电机正转,反之,电机反转。本系统设计了一种四倍频电路,其原理图如图2所示,相应的时序图如图3所示。由时序图3可以看出,A和B信号经四倍频电路后,输出信号为XA,XB两个信号,在同一时刻,XA,XB只有一个是脉冲信号,另一个是高电平。因此,将XA,XB两个信号连接到单片机相应的端口上,对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机转向和位移量。


基于MSP430F149单片机的光电编码器位置检测系统方案

  2、系统功能

  系统框图见图4。整个系统主要由差动隔离整形,倍频电路,鉴相计数模块,主控芯片,通讯模块,数显模块组成。光电编码器选用SIEMENS公司的1XP8001-1型号,输出电压为5V。从光电码盘输出的A,B,A-,B-经过差动隔离整形模块后能减少现场对信号产生的干扰,尤其是共模干扰,处理后的信号经四倍频电路后连到主控芯片,对脉冲进行计数,处理,计算,得到被控对象的位移结果。位移结果一方面送数显表显示,还可通过串口将位移结果送到上位机,便于在上位机中进行统计,打印,综合分析。



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