一种编码器实时读出电路制造技术

一种编码器实时读出电路，适用于通信领域。读出电路由电压转换电路、spartan6主串模式配置电路、差分信号转普通信号电路、LCD1602配置电路和串口通信配置电路组成。电路结构紧凑，体积小，工作稳定，适应性好，提高了工作效率，功耗低，且具有良好的抗干扰性和可靠性，能够获得稳定的角度值输出。

A real time readout circuit for encoders

A real-time encoder readout circuit is suitable for the communication field. The readout circuit is composed of voltage conversion circuit, spartan6 main string mode configuration circuit, differential signal to common signal circuit, LCD1602 configuration circuit and serial port communication configuration circuit. The circuit has compact structure, small volume, stable operation, good adaptability, high work efficiency, low power consumption, good anti-interference and reliability, and stable angle value output.

【技术实现步骤摘要】
一种编码器实时读出电路所属
本专利技术涉及一种编码器实时读出电路，适用于通信领域。
技术介绍
编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的编码。从而检测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数。除了运用在机械外，许多的马达控制如伺服马达均需配备编码器以供马达控制器作为换相。光电编码器是通过光电转换将输出轴上的几何位移量转换为脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。近年来，光电编码器作为一种高精度的测角、测速传感器，已在光电经纬仪、数控机床、工业、生物科学等自动化测量和控制领域广泛应用。光电编码器在现代电机控制系统中常用于检测转子的位置与速度，是通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的高精度角位置测量传感器。目前对编码器的使用大都是将编码器数据直接输人计算机进行处理，显示。这种方法实现起来虽然简单，但应用起来相对麻烦，在任何时候都需要将数据传输到计算机，增加了额外成本，移植也较困难。随着研究室小批量军工生产的开展，需要批量采购编码器等外协器件。为方便检验采购的编码器，保障生产任务的按时完成，设计一个编码器的实时读出电路板是必要的。另外，它也可以安装在需要编码器实时读出角度值的平台之上。
技术实现思路
本专利技术提供一种编码器实时读出电路，电路结构紧凑，体积小，工作稳定，适应性好，提高了工作效率，功耗低，且具有良好的抗干扰性和可靠性，能够获得稳定的角度值输出。本专利技术所采用的技术方案是。编码器实时读出电路由电压转换电路、spartan6主串模式配置电路、差分信号转普通信号电路、LCD1602配置电路和串口通信配置电路组成。所述电压转换电路采用Xilinx公司的spartan6系列的XC6SLX9作为控制器，用50M的晶振CRYSTAL为其提供时钟信号。spartan6系列的FPGA为Xilinx公司新推出的有批量应用、最低成本的FPGA器件，采用45nm低功耗铜工艺，在成本、性能和功耗上达到最好的平衡。因为XC6SLX9-TQG144需要用到3.3V和1.2V供电，要用降压变换器将5V电压转换至所需电压，所以用到了LT1764EQ和LT1764EQ3.3降压芯片。所述spartan6主串模式配置电路中，FPGA是基于SRAM工艺的，所以掉电后，FPGA恢复为白片，内部逻辑消失，这使得我们电路板的应用受到很大限制。为了使FPGA能反复使用，需要为FPGA配置一个片外存储器以保存程序，本电路板采用了一个XCF04S的PROM以主串模式对FPGA进行配置。所述差分信号转普通信号电路采用的增量式编码器是BEI-IDEACOD公司的CHOS系列。它的输出采用差分输出方式，所以电路板中加了一个DS26LV32ATM的差分信号转普通信号的芯片，转换后的信号为3.3V输出，可直接接到FPGA的管脚上，其中差分对A+,A-对应BM2_DATAO，差分对B+，B-对应BM2_DATAl，差分对Z+,Z-对应BM2_DATA2。所述LCD1602配置电路所采用的增量式编码器的A,B两相在编码器旋转一周都会输出8192种方波脉冲；而绝对值编码器都是输出13位数据，所以编码器旋转一周也会输8192种状态，因此所采用的编码器在旋转一周中均对应8192种状态。算上小数点，在加上十位、百位，所以角度值最多占14位，所以电路设计中采用了一行16字符的液晶显示模块足够满足角度值显示需要。电路设计中采用常用的为3.3V供电的1602液晶模块。1602液晶模块内部集成了字符发生存储器(CGROM)，它内部存储了160个不同的点阵字符图形。由于采用3.3V供电，可直接与FPGA相连。所述串口通信配置电路加了一个串口模块，因为PC机的串口电平值为+12～12V，而FPGA的电平为0～+3.3V。硬件电路设计过程中必须用电平转换芯片进行两者电平间的转换。电路板上用了一个MAX3232CSE转换芯片。本专利技术的有益效果是：电路结构紧凑，体积小，工作稳定，适应性好，提高了工作效率，功耗低，且具有良好的抗干扰性和可靠性，能够获得稳定的角度值输出。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的电压转换电路。图2是本专利技术的spartan6主串模式配置电路。图3是本专利技术的差分信号转普通信号电路。图4是本专利技术的LCD1602配置电路。图5是本专利技术的串口通信配置电路。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，电压转换电路采用Xilinx公司的spartan6系列的XC6SLX9作为控制器，用50M的晶振CRYSTAL为其提供时钟信号。spartan6系列的FPGA为Xilinx公司新推出的有批量应用、最低成本的FPGA器件，采用45nm低功耗铜工艺，在成本、性能和功耗上达到最好的平衡。因为XC6SLX9-TQG144需要用到3.3V和1.2V供电，要用降压变换器将5V电压转换至所需电压，所以用到了LT1764EQ和LT1764EQ3.3降压芯片。如图2,spartan6主串模式配置电路中，FPGA是基于SRAM工艺的，所以掉电后，FPGA恢复为白片，内部逻辑消失，这使得我们电路板的应用受到很大限制。为了使FPGA能反复使用，需要为FPGA配置一个片外存储器以保存程序，本电路板采用了一个XCF04S的PROM以主串模式对FPGA进行配置。如图3，差分信号转普通信号电路采用的增量式编码器是BEI-IDEACOD公司的CHOS系列。它的输出采用差分输出方式，所以电路板中加了一个DS26LV32ATM的差分信号转普通信号的芯片，转换后的信号为3.3V输出，可直接接到FPGA的管脚上，其中差分对A+,A-对应BM2_DATAO，差分对B+，B-对应BM2_DATAl，差分对Z+,Z-对应BM2_DATA2。如图4，LCD1602配置电路所采用的增量式编码器的A,B两相在编码器旋转一周都会输出8192种方波脉冲；而绝对值编码器都是输出13位数据，所以编码器旋转一周也会输8192种状态，因此所采用的编码器在旋转一周中均对应8192种状态。算上小数点，在加上十位、百位，所以角度值最多占14位，所以电路设计中采用了一行16字符的液晶显示模块足够满足角度值显示需要。电路设计中采用常用的为3.3V供电的1602液晶模块。1602液晶模块内部集成了字符发生存储器(CGROM)，它内部存储了160个不同的点阵字符图形。由于采用3.3V供电，可直接与FPGA相连。如图5，串口通信配置电路加了一个串口模块，因为PC机的串口电平值为+12～12V，而FPGA的电平为0～+3.3V。硬件电路设计过程中必须用电平转换芯片进行两者电平间的转换。电路板上用了一个MAX3232CSE转换芯片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码器实时读出电路，其特征是：所述的编码器实时读出电路由电压转换电路、spartan6主串模式配置电路、差分信号转普通信号电路、LCD1602配置电路和串口通信配置电路组成。

【技术特征摘要】
1.一种编码器实时读出电路，其特征是：所述的编码器实时读出电路由电压转换电路、spartan6主串模式配置电路、差分信号转普通信号电路、LCD1602配置电路和串口通信配置电路组成。2.根据权利要求1所述的一种编码器实时读出电路，其特征是：所述电压转换电路采用Xilinx公司的spartan6系列的XC6SLX9作为控制器，用50M的晶振CRYSTAL为其提供时钟信号。3.根据权利要求1所述的一种编码器实时读出电路，其特征是：所述的电压转换电路采用XC6SLX9-TQG144需要用到3.3V和1.2V供电，要用降压变换器将5V电压转换至所需电压，所以用到了LT1764EQ和LT1764EQ3.3降压芯片。4.根据权利要求1所述的一种编码器实时读出电路，其特征是：所述的spartan6主串模式配置电路采用了一个XCF04S的PROM以主串模式对FPGA进行配置。5.根据权利要求1所述的一种编码器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俭，
申请(专利权)人：赵俭，
类型：发明
国别省市：辽宁,21