基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统，该系统包括设置终端和绝对值编码器模拟板卡；设置终端通过蓝牙搜索绝对值编码器模拟板卡，并将其显示在设备列表中；用户通过设置终端设定SSI信号参数，并将这些参数发送到绝对值编码器模拟板卡；绝对值编码器模拟板卡接收设置终端发送的参数，根据这些参数生成SSI信号，并由板卡上的串行接口输出SSI信号。系统模拟绝对编码器输出可靠的SSI信号，用于解决SSI信号采集装置故障在实际生产中难以被检测的问题，减少了SSI信号采集装置的检测成本。

Absolute encoder simulation system based on synchronous serial interface signal

The invention discloses a synchronous serial interface signal absolute value encoder simulation system based on the system, including setting terminal and absolute encoder analog card set terminal via Bluetooth search; absolute encoder simulation board, and display it in the device list; the user terminal set by setting the SSI signal parameters, and these parameters sent to the absolute value of the absolute encoder encoder analog card; receiving analog card set parameters sent by the terminal, according to these parameters to generate a SSI signal, and SSI signal output by the serial interface board. System simulation absolute encoder output reliable SSI signal, used to solve the SSI signal acquisition device fault in the actual production is difficult to detect the problem, reduce the SSI signal acquisition device detection cost.

【技术实现步骤摘要】
基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统
本专利技术涉及一种模拟系统，更具体地说是一种基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统。
技术介绍
当今工业测量控制领域中同步串行信号接口(SynchronizedSerialInterface，SSI)由于其抗干扰性好、传输距离远等优点在各类测量装置中有着广泛的应用，比如阀门开度、液压油缸行程的显示等。SSI信号的采集日益成为工业应用中重要的环节，而SSI信号采集装置的可靠性则是保证SSI信号被准确采集显示的关键。目前SSI信号采集装置的采集源主要依靠各类SSI信号绝对值编码器，如旋转式绝对值编码器和位移式绝对值编码器。SSI信号采集过程中，常出现SSI信号采集显示出现尖刺、错码、跳变等问题，而依靠手动控制的SSI信号绝对值编码器难以精确地输出有规律的SSI信号，从而对SSI信号采集装置的问题进行复现和诊断。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对同步串行信号采集装置故障复现和诊断技术的不足，提供一种基于同步串行接口的绝对值编码器模拟系统。本专利技术的目的是通过这样的技术方案实现的：一种基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统该系统包括设置终端和绝对值编码器模拟板卡；设置终端通过蓝牙搜索绝对值编码器模拟板卡，并将其显示在设备列表中；用户通过设置终端设定SSI信号参数，并将这些参数发送到绝对值编码器模拟板卡；绝对值编码器模拟板卡接收设置终端发送的参数，根据这些参数生成SSI信号，并由板卡上的串行接口输出SSI信号。进一步地，所述SSI信号参数包括通道序号、位宽、最小值、最大值和增量。进一步地，设置终端同步显示在设备列表中的绝对值编码器模拟板卡的连接状态、MAC地址和蓝牙信号RSSI强度值。进一步地，所述绝对值编码器模拟板卡包括控制器、蓝牙模块、电源模块、电源模块指示灯、PROM存储模块、PROM程序存储指示灯、晶振模块、外部时钟信号采集模块和SSI信号输出模块；其中蓝牙模块、电源模块、PROM存储模块、晶振模块、外部时钟信号采集模块、SSI信号输出模块均与控制器相连；电源模块指示灯与电源输入相连；PROM程序存储指示灯与PROM存储模块相连。进一步地，所述控制器上电后，先完成初始化工作，然后进入等待状态，等待外部时钟信号和设置终端的输入信号；用户在设置终端输入要输出的SSI信号的参数，将参数发送到绝对值编码器模拟板卡的蓝牙模块；发送SSI信号参数和接入外部时钟信号之后，控制器进入SSI信号输出状态，先采集蓝牙模块收到的SSI信号参数，然后生成SSI信号并通过SSI信号输出模块输出；用户再次发送新的SSI信号参数，控制器将重新从蓝牙模块采集新的SSI信号参数并通过SSI信号输出模块输出新的SSI信号。进一步地，所述控制器基于FPGA，使用8MHz晶振，核心工作电压1.2V，IO接口工作电压为2.5V和3.3V；蓝牙模块芯片为CC2541，其串口通信速率为9600波特率；SSI信号输出模块所使用的电平信号转换芯片为MAX490；电源模块给其他所有模块供电，经过电平转换芯片之后分为1.2V、2.5V、3.3V三路供电线路；其中1.2V供电线路给FPGA芯片核心供电，2.5V线路给部分FPGAIO接口供电，3.3V线路给部分FPGAIO接口和PROM存储模块供电；PROM程序存储指示灯显示PROM存储模块的工作状态；电源模块指示灯显示电源模块的工作状态；该系统还包括外壳，外壳的一侧有2个接口，分别是DB9单路SSI信号输出接口和DB25四路SSI信号输出接口；另一侧有4个接口，分别是电源模块指示灯观察窗口、电源开关、电源接入孔和复位开关；DB9单路SSI信号输出接口用于向外部输出单路的SSI信号；DB25四路SSI信号输出接口用于向外部输出四路SSI信号；电源模块指示灯观察窗口显示该指示灯的状态；电源开关控制绝对值编码器模拟板卡的开断；电源接入孔和外部5V1A直流电源适配器相连；复位开关控制绝对值编码器模拟板卡的复位操作。进一步地，所述设置终端由蓝牙设备搜索模块和信号参数设置模块构成；所述蓝牙设备搜索模块搜索并显示周围的蓝牙设备，建立与选定蓝牙设备的连接；信号参数设置模块显示与选定蓝牙设备的连接状态、MAC地址和蓝牙信号的RSSI强度，接受用户输入的SSI信号参数并将这些参数发送到绝对值编码器模拟板卡上。本专利技术的有益效果是：本专利技术系统可通过设置终端灵活地配置不同的SSI信号参数，绝对值编码器模拟板卡能够准确地输出可靠的SSI信号，解决了当前绝对值编码器难以通过手动调节精确输出SSI信号的问题。通过有规律地输出准确的SSI信号，能够有效地复现SSI信号采集过程中出现的尖刺、错码、跳变等问题，从而能进一步地诊断SSI信号采集装置的故障，保证工业测量控制的可靠性。本专利技术系统支持单路SSI信号输出和四路SSI信号同时输出，成本低，软硬件设置方便，有效地减少了SSI信号采集装置的检测成本。附图说明图1是本专利技术的整体结构框图；图2是设置终端上位机的界面图，(a)为显示周围的蓝牙设备界面，(b)为参数设置界面；图3是绝对值编码器模拟板卡的硬件框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术一种基于同步串行接口的绝对值编码器模拟系统，包括设置终端上位机软件和同步串行接口绝对值编码器模拟板卡。设置终端上位机软件设置要输出的SSI信号的通道序号、位宽、最小值、最大值和增量，通过蓝牙将这些参数发送到同步串行接口绝对值编码器模拟板卡上；同步串行接口模拟板卡接收并采集通过蓝牙发送过来的SSI信号参数，在接收到外部SSI采集装置所发送的SSI时钟信号之后，根据这些参数生成正弦式输出的SSI信号，通过DB9和DB25两个接口分别进行单路SSI信号输出和四路SSI信号输出到SSI信号采集装置。该模拟板卡采用市面上通用的5V1A直流适配器作为适配输入工作电流，能够长期稳定运行。如图2所示，所述的设置终端由蓝牙设备搜索模块和信号参数设置模块构成；所述蓝牙设备搜索模块搜索并显示周围的蓝牙设备，建立与选定蓝牙设备的连接；信号参数设置模块显示与选定蓝牙设备的连接状态、MAC地址和蓝牙信号的RSSI强度，接受用户输入的SSI信号参数并将这些参数发送到绝对值编码器模拟板卡上。设置终端上位机软件工作过程如下：(1)设置终端上位机软件初始化：初始化程序界面，搜索并显示周围的蓝牙设备；(2)参数设置与发送操作：界面显示是否与之前选中的蓝牙设备相连接；用户在对应的输入栏中分别填写要输出SSI信号的通道序号、位宽、最小值、最大值和增量，全部参数输入完成之后即可发送数据到绝对值编码器模拟板卡。(3)参数刷新配置操作：在需要输出新的SSI信号的时候，用户可在设置终端上位机软件中重新输入SSI信号的参数，全部参数输入完成后再次发送到绝对值编码器模拟板卡。如图3所示，所述同步串行接口绝对值编码器模拟板卡由控制器、蓝牙模块、电源输入和稳压模块、电源输入和稳压模块LED指示灯、PROM存储模块、PROM程序存储LED指示灯、8MHz晶振模块、外部时钟信号采集模块、SSI信号输出模块和外壳构成；其中蓝牙模块、电源输入和稳压模块、PROM存储模块、8MHz晶振模块、外部时钟信号采集模块、SSI信号输出模块与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统，其特征在于：该系统包括设置终端和绝对值编码器模拟板卡；设置终端通过蓝牙搜索绝对值编码器模拟板卡，并将其显示在设备列表中；用户通过设置终端设定SSI信号参数，并将这些参数发送到绝对值编码器模拟板卡；绝对值编码器模拟板卡接收设置终端发送的参数，根据这些参数生成SSI信号，并由板卡上的串行接口输出SSI信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统，其特征在于：该系统包括设置终端和绝对值编码器模拟板卡；设置终端通过蓝牙搜索绝对值编码器模拟板卡，并将其显示在设备列表中；用户通过设置终端设定SSI信号参数，并将这些参数发送到绝对值编码器模拟板卡；绝对值编码器模拟板卡接收设置终端发送的参数，根据这些参数生成SSI信号，并由板卡上的串行接口输出SSI信号。2.根据权利要求1所述的基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统，其特征在于：所述SSI信号参数包括通道序号、位宽、最小值、最大值和增量。3.根据权利要求1所述的基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统，其特征在于：设置终端同步显示在设备列表中的绝对值编码器模拟板卡的连接状态、MAC地址和蓝牙信号RSSI强度值。4.根据权利要求1所述的基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统，其特征在于：所述绝对值编码器模拟板卡包括控制器、蓝牙模块、电源模块、电源模块指示灯、PROM存储模块、PROM程序存储指示灯、晶振模块、外部时钟信号采集模块和SSI信号输出模块；其中蓝牙模块、电源模块、PROM存储模块、晶振模块、外部时钟信号采集模块、SSI信号输出模块均与控制器相连；电源模块指示灯与电源输入相连；PROM程序存储指示灯与PROM存储模块相连。5.根据权利要求4所述的基于同步串行接口信号的绝对值编码器模拟系统，其特征在于：所述控制器上电后，先完成初始化工作，然后进入等待状态，等待外部时钟信号和设置终端的输入信号；用户在设置终端输入要输出的SSI信号的参数，将参数发送到绝对值编码器模拟板卡的蓝牙模块；发送SSI信号参数和接入外部时钟信号之后，控制器进入SSI信号输出状态，先采集蓝牙模块收到的SSI信号参数，然后生成SSI信号并通过SSI信号输出模块输出；用户再次发送新的SSI信号参数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈积明，陈杨，史治国，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33