基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统及传输方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统及传输方法，SSI接口编码器通过一个具有数据收发功能的422芯片与STM32上具有SPI复用功能的管脚相连：编码器的Clock+、Clock

【技术实现步骤摘要】
基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统及传输方法


[0001]本专利技术属于高速同步数据通信领域，涉及一种基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统及传输方法，具体涉及一种使用STM32微控制器SPI总线接收SSI接口编码器数据的方法。

技术介绍

[0002]随着自动化控制系统的快速发展，高精密光电产品对测角位置传感器的精度要求也越来越高，目前常用的高精度测量角位置传感器多为绝对值角度编码器，它有并行和串行两种输出方式，其中同步串行接口(Synchronous Serial Interface，简称SSI)是高精度绝对值编码器中一种比较常用的接口方式，采用主机主动式读出方式，即在主设备的同步时钟控制下，从最高有效位(MSB)开始同步数据传输。
[0003]目前常用读取SSI接口编码器有两种方式，方式一、使用CPLD及其他的电子元器件组成的硬件电路实现数据伴随读数；方式二、利用STM32微控制器的IO引脚模拟CLK脉冲读取角度数据。然而两种方法都有各自不可弥补的缺陷，例如，方式一需要在原有硬件电路基础上增加CPLD及外围电路，对尺寸要求严格的PCB难以实现；SSI的传输速率一般在0.5
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2MHZ的范围内，微控制器作为伴随读数时，要求微控制器的速率远远大于2MHZ才能保证信号的有效跟踪，方式二使用STM32的IO模拟高速CLK脉冲，极大的占用了微控制器资源。本专利技术提出的一种基于SPI总线接收SSI接口编码器的方法，利用STM32的SPI(Serial Peripheral Interface)总线实现同步数据的读取,既不需要增加额外硬件电路，也不会占用太多MCU的资源，是一种既经济又实用的方法。

技术实现思路

[0004]要解决的技术问题
[0005]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统及传输方法，通过STM32自带的SPI总线与具有SSI接口的编码器进行数据通信，实现同步数据读取，获得编码器的角度信息。
[0006]技术方案
[0007]一种基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统，其特征在于包括SSI接口编码器、数据收发422芯片和STM32微控制器；连接关系为：编码器的Clock+、Clock
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分别接在422的T+、T
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上，编码器的Data+、Data
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接在422的R+、R
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上，422上的发送T与STM32的SPI时钟信号SCK相连接；422上的接收R与STM32的SPI主设备输入MISO相连接，微控制器的时钟信号SCK经422芯片送到编码器中，在同步时钟脉冲的驱动下，编码器的角度信息通过MISO一位一位传输到微控制器中，高位数据在前，低位数据在后。
[0008]所述Clock时钟脉冲T的周期在0.5us
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2us，单稳态触发器t1等于T/2，Data数据输出延时t2等于90ns，位置更新间隔时间t3＝2ms
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24*T。
[0009]一种利用所述基于SPI总线接收SSI接口编码器数据系统的传输方法，其特征在
于：PA5、PA6为SPI 1复用功能模式，SPI的通信方向为双线全双工，SPI的通信模式设置为主机模式，步骤如下：
[0010]步骤1：在空闲阶段不发生数据传输的时候时钟和数据都保持高电位；
[0011]步骤2：在第一个脉冲的下降沿触发编码器载入发送数据；
[0012]步骤3：在每一个时钟脉冲的上升沿编码器送出数据，数据是以格雷码一位一位进行传输的，数据的高位在前，低位在后；
[0013]步骤4：当传送完所有的位数以后，时钟和数据均回到高电平。
[0014]所述SPI设置成通信3模式，即时钟极性CPOL为1，时钟相位CPHA为1；SSI的通信时钟频率要求在0.5
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2MHZ范围内。
[0015]所述SPI设置成通信3模式，即时钟极性CPOL为1，时钟相位CPHA为1。
[0016]所述SSI的通信时钟频率要求在0.5
‑
2MHZ范围内。
[0017]所述高电平被拉低时，SPI的SCK信号线上开始产生24个占空比为50％、频率为1.3MHZ的时钟脉冲。
[0018]有益效果
[0019]本专利技术提出的一种基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统及传输方法，涉及一种使用STM32微控制器SPI总线接收SSI接口编码器数据的方法，所述SSI接口编码器通过一个具有数据收发功能的422芯片与STM32上具有SPI复用功能的管脚相连，具体的，编码器的Clock+、Clock
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分别接在422的T+、T
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上，编码器的Data+、Data
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接在422的R+、R
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上，422上的发送T与STM32的SPI时钟信号SCK相连接，422上的接收R与STM32的SPI主设备输入MISO相连接，微控制器的时钟信号SCK经422芯片送到编码器中，在同步时钟脉冲的驱动下，编码器的角度信息通过MISO一位一位传输到微控制器中，高位数据在前，低位数据在后。本专利技术的优势在于：利用STM32微控制器的SPI总线实现同步数据的读取,既不需要增加额外硬件电路，也不会占用太多MCU的资源，是一种既经济又实用的方法。
附图说明
[0020]图1是STM32与SSI接口的编码器之间的硬件电路原理图；
[0021]图2是SSI接口编码器信号流的格式图
具体实施方式
[0022]现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：
[0023]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0024]一种基于SPI总线接收SSI接口编码器的方法，所述SSI接口编码器通过一个具有数据收发功能的422芯片与STM32上具有SPI复用功能的管脚相连，具体的，编码器的Clock+、Clock
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分别接在422的T+、T
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上，编码器的Data+、Data
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接在422的R+、R
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上，422上的发送T与STM32的SPI时钟信号SCK(Serial Clock)相连接，422上的接收R与STM32的SPI主设备输入MISO(Master Input，Slave Output)相连接，硬件电路原理图见图1。
[0025]所述SSI采用同步数据传输的方式，具体通讯格式见图2,在空闲阶段不发生数据传输的时候时钟和数据都保持高电位，在第一个脉冲的下降沿触发编码器载入发送数据，然后每一个时钟脉冲的上升沿编码器送出数据，数据是以格雷码一位一位进行传输的，数
据的高位在前，低位在后，当传送完所有的位数以后，时钟和数据均回到高电平。图2中Clock时钟脉冲T的周期要求在0.5us
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2us范围内，单稳态触发器t1等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统，其特征在于包括SSI接口编码器、数据收发422芯片和STM32微控制器；连接关系为：编码器的Clock+、Clock
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分别接在422的T+、T
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上，编码器的Data+、Data
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接在422的R+、R
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上，422上的发送T与STM32的SPI时钟信号SCK相连接；422上的接收R与STM32的SPI主设备输入MISO相连接，微控制器的时钟信号SCK经422芯片送到编码器中，在同步时钟脉冲的驱动下，编码器的角度信息通过MISO一位一位传输到微控制器中，高位数据在前，低位数据在后。2.根据权利要求1所述的基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统，其特征在于：所述Clock时钟脉冲T的周期在0.5us
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2us，单稳态触发器t1等于T/2，Data数据输出延时t2等于90ns，位置更新间隔时间t3＝2ms
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24*T。3.一种利用权利要求1或2所述基于SPI总线接收SSI接口编码器数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，张红洛，高业灿，刘念，王嘉仪，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：发明
国别省市：