一种脉冲转换电路及伺服系统技术方案

本申请涉及工业自动化与控制，公开了一种脉冲转换电路及伺服系统，其包括脉冲转换单元和脉冲选择单元。脉冲选择单元具有第一工作模式和第二工作模式，在脉冲选择单元处于第一工作模式时，脉冲转换单元接收第一形态的原始电信号，并将第一形态的原始电信号转换为第二形态的目标电信号，此时脉冲选择单元接收第二形态的目标电信号。脉冲选择单元在第二工作模式时接收第二形态的原始电信号或第三形态的原始电信号。本申请通过脉冲转换电路将第一形态的电信号转换为第二形态的电信号，使得目标控制器占用一个TIMER端口便可以接收三种形态的电信号，改善了目标控制器的TIMER端口紧张的问题，也改善了伺服系统在目标控制器的选型方面受限的问题。面受限的问题。面受限的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲转换电路及伺服系统


[0001]本申请涉及工业自动化与控制的领域，尤其是涉及一种脉冲转换电路及伺服系统。

技术介绍

[0002]伺服系统通常由电机、传感器、控制器和驱动器等组成。伺服系统的工作原理是通过对电机的位置和速度进行控制，实现对机械装置的精确控制。在伺服系统中，传感器可以实时测量电机的位置和速度信息，并将这些信息反馈给控制器，控制器根据反馈信号和目标位置信息，产生一系列的控制信号，驱动器将控制信号转换为电机驱动信号，控制电机的转速和位置。
[0003]伺服系统的脉冲控制是一种常见的位置控制方式。在伺服系统中，通常通过控制脉冲信号的频率和宽度，来实现电机的位置控制和速度控制。外部脉冲源发出的脉冲指令的形态不止一种，需要目标控制器兼容多种形态的脉冲指令。常见的脉冲形态有脉冲+方向、双脉冲、正交脉冲三种形态。
[0004]脉冲+方向形态的脉冲指令，脉冲信号接入到目标控制器的外设TIMER的时钟端口，用于计数，方向信号接入到一个普通GPIO端口。正交脉冲形态的脉冲指令，相互正交的两路脉冲信号接入到目标控制器的外设TIMER的正交解码器输入端口中，TIMER自动识别脉冲的个数，以及脉冲的增减。(外设TIMER可以被配置为时钟端口或正交解码器输入端口，当TIMER被配置为时钟端口时，它会产生一定的时钟信号，用于时序控制、计数器、频率测量等应用。此时，TIMER引脚的工作模式为输出模式，输出的是一个时钟信号。当TIMER被配置为正交解码器输入端口时，TIMER可以通过捕获功能获取外部信号的上升沿或下降沿，以及信号的周期和占空比等信息，从而实现对外部信号的测量、计数和处理。此时，TIMER引脚的工作模式为输入模式，输入模式常用于测量脉冲信号的频率、周期、脉宽等参数，或者用于捕获外部事件的时间戳，例如编码器脉冲信号的计数)。双脉冲形态的脉冲指令，两路脉冲信号分别接入到两个外设TIMER的时钟端口，两个外设TIMER会根据正脉冲和负脉冲的信号变化，分别计数出两个方向的脉冲数量。然后，通过软件对两个计数器的值进行代数运算，计算出最终的脉冲数。
[0005]为了实现伺服系统的多种控制要求和也为了适应不同的电机类型和应用场合，伺服系统需要支持多种脉冲指令形式。但是现有的伺服系统想要兼容双脉冲信号，需要占用两个外设TIMER来处理脉冲指令，这会比正交脉冲形态的脉冲信号和脉冲+方向形态的脉冲信号多占用一个外设TIMER。由于许多目标控制器的外设TIMER资源是有限的，这种方法可能会使得目标控制器的外设TIMER资源不足，无法满足应用的需求。伺服系统想要兼容双脉冲信号，对外设TIMER资源有限的目标控制器不太适用，也使得伺服系统在目标控制器的选型上受限。此外，如果目标控制器同时需要进行其他功能的处理，那么外设TIMER的占用可能会更加紧张，这可能会对系统的性能和可靠性造成不利影响。

技术实现思路

[0006]为了改善上述问题，本申请提供一种脉冲转换电路。
[0007]第一方面，本申请提供的一种脉冲转换电路，采用如下的技术方案：一种脉冲转换电路，所述脉冲转换电路包括脉冲转换单元和脉冲选择单元，并且所述脉冲选择单元具有第一工作模式和第二工作模式；所述脉冲转换单元分别与外部脉冲源和所述脉冲选择单元电连接，用于在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，接收所述外部脉冲源发出的第一形态的原始电信号，并将所述第一形态的原始电信号转换为第二形态的目标电信号；所述脉冲选择单元分别与所述脉冲转换单元、所述外部脉冲源以及目标控制器电连接，用于在处于第一工作模式的情况下，接收所述脉冲转换单元输出的所述第二形态的目标电信号并将所述第二形态的目标电信号输出至所述目标控制器，以及在处于所述第二工作模式的情况下，接收所述外部脉冲源发出的第二形态的原始电信号，并将所述第二形态的原始电信号直接输出至所述目标控制器；其中，所述第一形态的电信号包括两路脉冲信号，所述第二形态的电信号包括一路脉冲信号和一路方向信号。
[0008]通过采用上述技术方案，脉冲转换电路使得目标控制器既能够接收外部脉冲源发出的第一形态的电信号，又能接收外部脉冲源发出的第二形态的电信号，且目标控制器接收外部脉冲源发出的第一形态的电信号时，也只需占用一个TIMER端口。
[0009]具体地，脉冲转换单元能够将外部脉冲源发出的第一形态的原始电信号转换为第二形态的目标电信号，第二形态的目标电信号输入至目标控制器时，仅需要占用目标控制器的一个TIMER端口。第二形态的目标电信号的一路脉冲信号被输送到目标控制器的TIMER的时钟端口，第二形态的目标电信号的一路方向信号被输送到目标控制器的一个普通GPIO端口。如此设置，当脉冲选择电路应用于伺服系统时，改善了目标控制器的TIMER端口紧张的问题，也改善了伺服系统在目标控制器的选型方面受限的问题。
[0010]示例性地，所述脉冲转换单元包括第一子单元和第二子单元；所述第一子单元分别与所述外部脉冲源和所述脉冲选择单元电连接，所述第一子单元用于在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，接收所述第一形态的原始电信号，并将所述第一形态的原始电信号转换为所述第二形态的目标电信号中的一路脉冲信号；所述第二子单元分别与所述外部脉冲源和所述脉冲选择单元电连接，所述第二子单元用于在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，接收所述第一形态的原始电信号，并将所述第一形态的原始电信号转换为所述第二形态的目标电信号中的一路方向信号。
[0011]通过采用上述技术方案，第一子单元能够将接收到的第一形态的原始电信号的两路脉冲信号转换为第二形态的目标电信号的一路脉冲信号，第二子单元能够将接收第一形态的原始电信号的两路脉冲信号转换为第二形态的目标电信号的一路方向信号。
[0012]示例性地，所述第一子单元包括异或门XOR，所述异或门XOR具有第一输入端口、第二输入端口和第一输出端口，所述第一输入端口和所述第二输入端口均用于与所述外部脉冲源电连接，在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，所述第一输入端口接
收所述第一形态的原始电信号的第一路脉冲信号，所述第二输入端口接收所述第一形态的原始电信号的第二路脉冲信号，并且所述第一输出端口用于输出对所述第一路脉冲信号和所述第二路脉冲信号进行异或操作后生成的一路脉冲信号。
[0013]通过采用上述技术方案，第一形态的原始电信号的两路脉冲信号被输入至异或门XOR中时，异或门XOR能够输出一路矩形波形脉冲信号，当两个脉冲信号都是高电平或低电平时，异或门XOR的输出为低电平，当一路脉冲信号为高电平，一路脉冲信号为低电平时，异或门XOR的输出为高电平。
[0014]示例性地，所述第一子单元还包括滤波电路，所述滤波电路包括第一电阻R1和第一电容C1，所述第一电阻R1的输入端口与所述第一输出端口电连接，所述第一电阻R1的输出端口与所述第一电容C1电连接，所述第一电阻R1与所述第一电容C1之间形成有第二输出端口，所述第二输出端口与所述脉冲选择单元电连接，在所述脉冲选择单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲转换电路，其特征在于，所述脉冲转换电路包括脉冲转换单元和脉冲选择单元，并且所述脉冲选择单元具有第一工作模式和第二工作模式；所述脉冲转换单元分别与外部脉冲源和所述脉冲选择单元电连接，用于在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，接收所述外部脉冲源发出的第一形态的原始电信号，并将所述第一形态的原始电信号转换为第二形态的目标电信号；所述脉冲选择单元分别与所述脉冲转换单元、所述外部脉冲源以及目标控制器电连接，用于在处于第一工作模式的情况下，接收所述脉冲转换单元输出的所述第二形态的目标电信号并将所述第二形态的目标电信号输出至所述目标控制器，以及在处于所述第二工作模式的情况下，接收所述外部脉冲源发出的第二形态的原始电信号，并将所述第二形态的原始电信号直接输出至所述目标控制器；其中，所述第一形态的电信号包括两路脉冲信号，所述第二形态的电信号包括一路脉冲信号和一路方向信号。2.根据权利要求1所述的脉冲转换电路，其特征在于，所述脉冲转换单元包括第一子单元和第二子单元；所述第一子单元分别与所述外部脉冲源和所述脉冲选择单元电连接，所述第一子单元用于在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，接收所述第一形态的原始电信号，并将所述第一形态的原始电信号转换为所述第二形态的目标电信号中的一路脉冲信号；所述第二子单元分别与所述外部脉冲源和所述脉冲选择单元电连接，所述第二子单元用于在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，接收所述第一形态的原始电信号，并将所述第一形态的原始电信号转换为所述第二形态的目标电信号中的一路方向信号。3.根据权利要求2所述的脉冲转换电路，其特征在于，所述第一子单元包括异或门XOR，所述异或门XOR具有第一输入端口(11)、第二输入端口(12)和第一输出端口(13)，所述第一输入端口(11)和所述第二输入端口(12)均用于与所述外部脉冲源电连接，在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，所述第一输入端口(11)接收所述第一形态的原始电信号的第一路脉冲信号，所述第二输入端口(12)接收所述第一形态的原始电信号的第二路脉冲信号，并且所述第一输出端口(13)用于输出对所述第一路脉冲信号和所述第二路脉冲信号进行异或操作后生成的一路脉冲信号。4.根据权利要求3所述的脉冲转换电路，其特征在于，所述第一子单元还包括滤波电路，所述滤波电路包括第一电阻R1和第一电容C1，所述第一电阻R1的输入端口与所述第一输出端口(13)电连接，所述第一电阻R1的输出端口与所述第一电容C1电连接，所述第一电阻R1与所述第一电容C1之间形成有第二输出端口(14)，所述第二输出端口(14)与所述脉冲选择单元电连接，在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，所述第二输出端口(14)用于输出所述第二形态的目标电信号中的一路脉冲信号。5.根据权利要求2所述的脉冲转换电路，其特征在于，所述第二子单元包括第一与非门NAND1、第二与非门NAND2、第三与非门NAND3以及第四与非门NAND4，所述第一与非门NAND1、所述第二与非门NAND2、所述第三与非门NAND3以及所述第四与非门NAND4均具有两个输入端口和一个输出端口，所述第一与非门NAND1的一个输入端口用于与所述外部脉冲源电连
接，并在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，接收所述第一形态的原始电信号的第一路脉冲信号，所述第二与非门NAND2的一个输入端口用于与所述外部脉冲源电连接，并在所述脉冲选择单元处于所述第一工作模式的情况下，接收所述第一形态的原始电信号的第二路脉冲信号；所述第一与非门NAND1的另一输入端口与所述第二与非门NAND2的输出端口电连接，所述第二与非门NAND2的另一输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，
申请(专利权)人：上海四横电机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：