一种增量式编码器IC调零的方法技术

本发明专利技术提出了一种增量式编码器IC调零的方法，用于解决现有技术中存在的调零程序复杂，效率低下的问题，实现方案由输入控制模块、一键调零复用输入控制模块、一键调零模式选择模块、编码器零位运算逻辑模块、可编程逻辑模块、增量信号产生模块、输出驱动模块、调零PCB板构成。应用该方法后，只要用户电机安装正确，通过外接调零控制板，使能一键调零控制输入端或复用的增量输出信号，编码器内部进入一键调零模式，对比零位设置信息与实际Z相零位，进行逻辑运算，将零位调整信息写入可编程逻辑器件，从而实现自动调零。

【技术实现步骤摘要】
一种增量式编码器IC调零的方法
本专利技术涉及电子电路
，具体是涉及一种增量式编码器IC调零的方法。
技术介绍
增量式编码器是将位移变化量转换成周期性的电平信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。增量式编码器通常有三路信号输出（差分有六路信号）：A、B和Z，其中A、B两个通道的信号一般是正交（即互差90°）脉冲信号。A、B两相相差90度的信号，可通过判断A相在前还是B相在前，来判别编码器的正转与反转，而Z相是代表零位参考位。目前，应用广泛的一种电机系统需要准确的初始位置，也就是机械参考零位，这就要求增量式编码器的Z相（电角度零位）与机械参考零位对齐。对于这种应用场景，通常需要一个调零的工序。常见的方法有示波器观测方法，其操作流程如下：用一个直流电源给电机的UV相接不大于额定电流的直流电，电流由U相进入，V相出去，将电机轴固定至某一平衡位置；用示波器观察编码器的U相信号和Z信号；手动旋转电机转轴直到增量式编码器Z相信号稳定在高电平上，锁定编码器与电机的相对位置关系；来回扭转电机轴，松手，若电机轴每次自由恢复到平衡位置时，Z相信号都能稳定在高电平上，则对齐有效，标定此时的机械位置为机械参考零位。显然这种方法调整程序繁琐，效率很低，且调零精度也存在误差，同时电机系统应用也限制于允许标定零位的场合。对于软件调零方法，则存在着接线复杂，写零次数有限的缺点，无法可靠应用于各种场景。作为自动化改进的方案，一般引入以微控制器（MCU)为核心的控制系统，控制额外的调零电机系统对编码器进行调零。例如：申请公布号为CN110567501A，名称为“一种新型磁编码器的电子调零电路”的专利，公开了一种新型磁编码器的电子调零电路，包括信号输出端口，所述信号输出端口的引脚分别与四路单独信号转差分输出芯片Ⅰ和四路单独信号转差分输出芯片Ⅱ的引脚连接，所述四路单独信号转差分输出芯片Ⅰ的引脚1连接磁编码器芯片的引脚，所述磁编码器芯片的引脚连接四路单独信号转差分输出芯片Ⅱ的引脚，所述磁编码器芯片的引脚连接8位MCU微处理器的引脚。这种方法节省了人工调零的时间，且通过控制系统调零，调零精度高、效率高。其缺点是系统集成度低，需要多个芯片连接，接线复杂，调试成本高。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术实施例的目的在于提供一种增量式编码器IC调零的方法，以解决上述
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种增量式编码器IC调零的方法，包括以下步骤：步骤S1：接收调零使能信号；步骤S2：在调零工作模式下，对比零位设置信息与实际Z相零位，进行逻辑运算，得到零位调整信息；步骤S3：利用零位调整信息产生增量信号。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤S1具体包括：接收调零PCB板发送的一键调零使能信号或/和接收调零PCB板发送的复用增量使能信号；根据调零模式，选择相应的调零使能信号。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤S2具体包括：通过编码器零位运算逻辑模块在调零工作模式下，接收上述调零模式使能信号，对比零位设置信息与实际Z相零位，进行逻辑运算，并将零位调整信息写入可编程逻辑模块；基于上述可编程逻辑模块存储及读写零位调整信息。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤S3具体包括：根据可编程逻辑模块的设置，通过增量信号产生模块产生相应的增量信号；通过输出驱动模块发送输出位置信号到电机系统，从而实现整个调零流程。作为本专利技术进一步的方案，所述编码器零位运算逻辑模块的逻辑运算流程如下：计算当前角度值Znew；对比零位设置信息Zset_old，进行逻辑运算，如下所示：；将新的零位调整信息Zset_new写入可编程逻辑模块。作为本专利技术进一步的方案，所述步骤S1中：调零使能信号选择模式包括：通过一键调零输入控制模块作为输入端，输入使能电平；或/和通过一键调零复用输入控制模块选择任意1个IO口作为输入端，输入端电平高于编码器IC的供电电压；或/和通过一键调零复用输入控制模块选择任意2个IO口作为组合输入端，输入端电平高于编码器IC的供电电压；或/和通过一键调零复用输入控制模块选择任意3个IO口作为组合输入端，输入端电平高于编码器IC的供电电压。作为本专利技术进一步的方案，所述调零PCB板包括：自带电源或外部输入电源，提供编码器IC的电源，或比编码器IC的电源高的电平；开关或按钮，用于一键调零输入控制模块的输入端控制；开关或按钮，用于一键调零复用输入控制模块的复用增量输出信号A、B和Z的输入端控制。作为本专利技术进一步的方案，通过一键调零模式选择模块兼容不同的使能方式，包括兼容一键调零输入控制模块的输入调零使能信号和一键调零复用输入控制模块的复用增量输出信号。作为本专利技术进一步的方案，通过可编程逻辑模块实现存储和读写零位调整信息，作为数据缓存中心记录来自编码器零位运算逻辑模块运算得出的实时零位调整数据。作为本专利技术进一步的方案，通过增量信号产生模块产生相应的增量信号，通过利用零位调整信息判断增量编码器应调整的角度值及调整方向；通过输出驱动模块将增量信号信息进行驱动输出，匹配电机控制系统与调零系统间A、B、Z信号线的电平、时序，保证电机控制系统与调零系统的正常通信。本专利技术的有益效果：1.本专利技术的提供的一种增量式编码器IC调零的方法，在增量式编码器IC中引入一键调零的电路模块，并增加一键调零控制输入端，或复用增量输出信号A、B和Z为一键调零控制输入端。只要用户电机安装正确，通过外接调零控制板，使能一键调零控制输入端或复用的增量输出信号，编码器内部进入一键调零模式，对比零位设置信息与实际Z相零位，进行逻辑运算，将零位调整信息写入可编程逻辑器件，从而实现自动调零。2.本专利技术除调零PCB板外，其他电路模块均集成于编码器IC中，提高了系统集成度，使得产品尺寸小，便携携带。在应用于电机系统时，只需要连接调零PCB板，人机功效高；其电机调零系统不需要额外的MCU及额外的调零电机系统，成本低廉，接线与调试简单。3.本专利技术兼容增量式编码器IC接口，提供了多种使能方式，操作方便快捷，系统通用性强。4.本专利技术提出的方法实现了一键调零，与传统机械调零相比，大大简化了调零操作，有效提高了产品使用效率，可以灵活应用于不同的调试场景或生产线。为更清楚地阐述本专利技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本专利技术进行详细说明。附图说明：图1是本专利技术的整体电路原理图。图2是编码器零位运算逻辑模块的电路原理图。图3是本专利技术各接线的信号时序图。图4是本专利技术PCB板的电路原理图。具体实施方式：下面将结合附图和有关知识对本专利技术作出进一步的说明，进行清楚、完整地描述，显然，所描述的电路图应用仅仅是本专利技术的一部分实施例，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增量式编码器IC调零的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：接收调零使能信号；/n步骤S2：在调零工作模式下，对比零位设置信息与实际Z相零位，进行逻辑运算，得到零位调整信息；/n步骤S3：利用零位调整信息产生增量信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种增量式编码器IC调零的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：接收调零使能信号；
步骤S2：在调零工作模式下，对比零位设置信息与实际Z相零位，进行逻辑运算，得到零位调整信息；
步骤S3：利用零位调整信息产生增量信号。


2.如权利要求1所述的一种增量式编码器IC调零的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
接收调零PCB板发送的一键调零使能信号或/和接收调零PCB板发送的复用增量使能信号；
根据调零模式，选择相应的调零使能信号。


3.如权利要求2所述的一种增量式编码器IC调零的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
通过编码器零位运算逻辑模块在调零工作模式下，接收上述调零模式使能信号，对比零位设置信息与实际Z相零位，进行逻辑运算，并将零位调整信息写入可编程逻辑模块；
基于上述可编程逻辑模块存储及读写零位调整信息。


4.如权利要求3所述的一种增量式编码器IC调零的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
根据可编程逻辑模块的设置，通过增量信号产生模块产生相应的增量信号；
通过输出驱动模块发送输出位置信号到电机系统，从而实现整个调零流程。


5.如权利要求4所述的一种增量式编码器IC调零的方法，其特征在于，所述编码器零位运算逻辑模块的逻辑运算流程如下：
计算当前角度值Znew；
对比零位设置信息Zset_old，进行逻辑运算，如下所示：

；
将新的零位调整信息Zset_new写入可编程逻辑模块。


6.如权利要求4所述的一种增量式编码器IC调零的方法，其特征在于，所述步骤S1中：
调零使能...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪坚雄，胡枭，张超，
申请(专利权)人：赛卓微电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44