用于正交编码器的四倍频和辨向的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于正交编码器的四倍频和辨向方法及装置，所述方法包括：记录AB脉冲信号的当前状态和前一次状态；分析AB脉冲信号的当前状态与前一次状态并计数：如果AB脉冲信号的状态变化同第一变化状态对应，则计数增加1，方向信号为第一设定值；如果AB脉冲信号的状态变化同第二变化状态对应，则计数减少1，方向信号为第二设定值。所述装置包括存储模块，用于记录AB脉冲信号的当前状态和前一个状态、以及编码器方向信号；分析模块，用于对AB脉冲信号当前状态和前一个状态的变化进行分析；计数模块，用于根据所述分析模块的判断结果进行增计数或减计数。本发明专利技术提高了正交编码器四倍频信号的稳定性和抗干扰性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种正交编码器测速
，尤其涉及一种用于正交光电编码器的四倍频和辨向方法。
技术介绍
光电编码器是一种通过光电转换的方式将运动机构(如电动机)输出轴的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，一般用于检测电动机等运动机构的速度和位置。通常光电编码器与电动机等运动机构同轴安装，随电机轴一起旋转，产生与转速成正比的A、B两路频率相同、相位相隔90°脉冲角的正交编码脉冲，称作“正交光电编码器”。A、B脉冲信号的频率反映了电机轴的转动速度，两者之间的超前/滞后关系反映了电机轴的转动方向。为了提高反馈检测的精度和辨别方向，在实际应用中，通常需要对A、B脉冲信号进行 四倍频和辨向处理。传统正交脉冲的四倍频处理有如下两种方法I、将A、B脉冲信号经由一个RC充放电电路，改变它们的边沿跳变时间，使其跳变沿产生延时，得到A1、B1脉冲，然后将A、B和A1、B1经过逻辑处理电路，得到四倍频脉冲和方向信号。2、采用分立式数字逻辑器件，用D触发器获得A、B脉冲信号的延时信号A1、B1，再经过逻辑处理和综合，得到四倍频脉冲和方向信号。第一种方法，由RC充放电电路控制A、B脉冲信号的边沿延时。一方面，由于RC电路的延时特性对输入信号频率敏感，而实际应用中A、B脉冲信号的频率变化范围较大，必然导致RC电路延时特性不一致，另一方面，RC电路的电阻和电容参数，均易受环境因素影响，也将影响延时特性。上述两种原因，都将引起四倍频以后的脉冲宽度不稳定。第二种方法，采用D触发器，可以得到固定延时的信号Al、BI，但该延时时间仍然不能反映A、B脉冲信号的频率变化，导致经过后续四倍频逻辑电路处理后得到的四倍频信号的脉冲宽度仍然无法稳定。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于正交编码器的四倍频和辨向的方法及装置，以避免四倍频后脉冲宽度因A、B脉冲信号频率变化而产生不稳定的现象。( 二 )技术方案为解决上述问题，本专利技术提供了一种用于正交编码器的四倍频和辨向方法，所述编码器产生与转速成正比的频率相同、相位相隔90°脉冲角的A、B两路正交编码脉冲，所述方法包括以下步骤SI :记录所述AB脉冲信号的当前状态和前一次状态；S2 :分析所述AB脉冲信号的当前状态与前一次状态并计数如果所述AB脉冲信号的当前状态相对于前一次状态的变化同预设的第一变化状态对应，则计数增加I，所述编码器的方向信号为预设的第一设定值；如果所述AB脉冲信号的当前状态相对于前一次状态的变化同预设的第二变化状态对应，则计数减少1，所述编码器的方向信号为预设的第二设定值。优选地，所述方法还包括预设所述AB脉冲信号的第一变化状态和第二变化状态的步骤。优选地，所述AB脉冲信号的第一变化状态为按照00、10、11、01、00的顺序变化的状态，所述AB脉冲信号的第二变化状态为按照01、11、10、00、01的顺序变化的状态。优选地，所述方法还包括预设所述编码器方向信号的第一设定值和第二设定值的 步骤。优选地，所述方向信号的第一设定值为O ;所述方向信号的第二设定值为I。优选地，所述方法还包括S3 :计算编码器转速的步骤。优选地，所述计算编码器转速的步骤包括S31 :记录前一次计数结果；S32 :读取本次计数结果和方向信号；S33 :将所述本次计数结果减去前一次计数结果得到位置差值；S34 :将所述位置差值除以两次计数的时间差得到速度值；S35 :根据所述方向信号确定所述速度值的符号。另一方面，本专利技术还提供了一种实现上述用于正交编码器的四倍频和辨向方法的装置，包括第一存储模块，用于记录AB脉冲信号的当前状态；第二存储模块，用于记录AB脉冲信号的前一个状态；分析模块，用于对分别记录在所述第一和第二存储模块中的AB脉冲信号当前状态和前一个状态的变化进行分析，判断所述变化是否与预设的第一变化状态或第二变化状态对应；计数模块，用于根据所述分析模块的判断结果进行增计数或减计数； 第三存储模块，用于记录所述分析模块分析后得到的编码器方向信号。优选地，所述装置还包括第四存储模块，用于记录所述计数模块的前一个计数结果；运算模块，用于得到所述技术模块的本次计数结果与所述第四存储模块记录的前一次计数结果之间的位置差值，并根据所述位置差值和计数时间差计算编码器的速度值。(三)有益效果本专利技术用于正交编码器的四倍频和辨向方法克服了传统正交光电编码器四倍频和辨向方法的弊端，利用A、B脉冲信号的状态变化实现四倍频和辨向，避免了四倍频后脉冲宽度因A、B脉冲信号频率变化而产生不稳定的现象，同时，基于状态转换的判断可以提高抗干扰性能。附图说明图I为根据本专利技术实施例的正交光电编码器以第一方向转动时，A、B脉冲信号的状态不意图；图2为根据本专利技术实施例的正交光电编码器以第二方向转动时，A、B脉冲信号的状态不意图；图3为根据本专利技术实施例的AB脉冲信号状态转换示意图；图4为根据本专利技术实施例正交光电编码器四倍频和辨向逻辑后仿真波形图；图5为根据本专利技术实施例微控制器的采样程序流程图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明如下。 一种用于正交编码器的四倍频和辨向方法，所述编码器产生与转速成正比的频率相同、相位相隔90°脉冲角的A、B两路正交编码脉冲信号，设定所述编码器以第一方向转动时AB脉冲信号处于第一变化状态；设定所述编码器以与所述第一方向相反的第二方向转动时所述AB脉冲信号处于第二变化状态；设置编码器方向信号dir的第一设定值和第二设定值。所述AB脉冲信号的第一变化状态为按照00、10、11、01、00的顺序变化的状态，所述AB脉冲信号的第二变化状态为按照01、11、10、00、01的顺序变化的状态。图I和图2所不，分别为本专利技术实施例的正交光电编码器以第一方向和第二方向转动时，A、B脉冲信号的状态分析示意图。本实施例中设定所述第一方向为正向，方向信号dir的第一设定值为O ;所述第二方向为反向，方向信号dir的第二设定值为I。记录所述AB脉冲信号的当前状态和前一次状态；分析所述AB脉冲信号的当前状态与前一次状态并计数如果所述AB脉冲信号的当前状态相对于前一次状态的变化同所述第一变化状态对应，即AB脉冲信号以00到10、或10到11、或11到01、或01到00的状态变化，则计数Timer增加I,所述编码器的方向信号dir为O ;如果所述AB脉冲信号的当前状态相对于前一次状态的变化同所述第二变化状态对应，即AB脉冲信号以按照01到11、或11到10、或10到00、或00到01的状态变化，则计数Timer减少I，所述编码器的方向信号dir为I。如图3所示为根据本专利技术实施例的AB脉冲信号状态转换示意图。AB脉冲信号除了按照第一或第二变化状态变化以外，其他任何状态变化，计数Timer和方向信号dir都不改变。这样，可以防止编码器抖动时，引起的错误状态和计数，提高了抗干扰性能。计数模块的计数结果和方向信号就是编码器的四倍频结果和辨向信号。图4为根据本专利技术正交光电编码器四倍频和辨向逻辑后仿真波形图，其中pa、pb为编码器脉冲信号A、B，参考时钟信号elk的上升沿同步采集AB的状态，dir是方向信号，db是计数值。所述方法还包括编码器转速的计算，包括记录前一次计数结果cnt_out_l ；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于正交编码器的四倍频和辨向方法，所述编码器产生与转速成正比的频率相同、相位相隔90°脉冲角的A、B两路正交编码脉冲，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：记录所述AB脉冲信号的当前状态和前一次状态；S2：分析所述AB脉冲信号的当前状态与前一次状态并计数：如果所述AB脉冲信号的当前状态相对于前一次状态的变化同预设的第一变化状态对应，则计数增加1，所述编码器的方向信号为预设的第一设定值；如果所述AB脉冲信号的当前状态相对于前一次状态的变化同预设的第二变化状态对应，则计数减少1，所述编码器的方向信号为预设的第二设定值。

【技术特征摘要】
1.一种用于正交编码器的四倍频和辨向方法，所述编码器产生与转速成正比的频率相同、相位相隔90°脉冲角的A、B两路正交编码脉冲，其特征在于，所述方法包括以下步骤 51:记录所述AB脉冲信号的当前状态和前一次状态； 52:分析所述AB脉冲信号的当前状态与前一次状态并计数 如果所述AB脉冲信号的当前状态相对于前一次状态的变化同预设的第一变化状态对应，则计数增加I，所述编码器的方向信号为预设的第一设定值； 如果所述AB脉冲信号的当前状态相对于前一次状态的变化同预设的第二变化状态对应，则计数减少1，所述编码器的方向信号为预设的第二设定值。2.如权利要求I所述的用于正交编码器的四倍频和辨向方法，其特征在于，所述方法还包括预设所述AB脉冲信号的第一变化状态和第二变化状态的步骤。3.如权利要求2所述的用于正交编码器的四倍频和辨向方法，其特征在于，所述AB脉冲信号的第一变化状态为按照00、10、11、01、00的顺序变化的状态，所述AB脉冲信号的第二变化状态为按照01、11、10、00、01的顺序变化的状态。4.如权利要求I所述的用于正交编码器的四倍频和辨向方法，其特征在于，所述方法还包括预设所述编码器方向信号的第一设定值和第二设定值的步骤。5.如权利要求4所述的用于正交编码器的四倍频和辨向方法，其特征在于，所述方向信号的第一设定值为O ;所述方向信号的第二设定值为I。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军锋，姜向龙，刘杰，夏永强，陈志勇，
申请(专利权)人：合康变频科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：