光电编码器范文

光电编码器篇1

1检测原理及装置

编码器检测方法

1．1检测原理

光学多面体检测法是将多面体与被检编码器进行同轴联接，光电编码器与光学多面体同轴旋转，采用自准直仪瞄准光学多面体测量误差，实现对光电编码器的转角精度误差进行检测。如图1所示:工作原理是:激光自准直平行光管发出的光束投射到被检多面体，多面体将检测光束反射回准直目镜的光电探测器。在被检物体不发生偏转的情况，多面体中被检面的法线相量与光轴应重合，激光自准直平行光管中发出的光束投射到光电探测器件的光敏面的中点，以此点定位基准零位。当多面体的被检面偏转微小角度，光电探测器光敏面上的激光光斑则显示偏离基准零位。由反射光偏离基准零位的距离与多面镜偏转角度之间的几何关系，可以计算出被检测编码器的偏转角度，达到检测转角精度的目的。

1．2检测装置

检测装置由可替换多面体标准器、激光自准直平行光管、检测工装(针对不同型号的编码器配有不同的工装)、标准检测平台、遮光罩、计算机数据采集系统、步进电机及其相关控制系统等组成，如图2所示。检测中利用激光自准直平行光管对准选用的标准器(标准多面体)，被检的光电轴角编码器和标准器随步进电机转动，计算机采集检测数据并进行分析，将结果呈现于显示屏幕。在本检查装置中，平行光管选用了LD波长670nm、分辨率为1的AC453型号激光自准直平行光管。在实际检测过程中，标准器可根据不同检测精度的要求选用十二面体、二十四面体或者非整数度的多面体等标准器。本装置在此次检测中采用十二面体为标准器进行检测实验及数据采集。检测所用的标准器选用了精度为±2的英国制造的光学十二面体。

2检测实验

开始此次光电轴角编码器转角误差检测前，在检测平台上，先用绕性联接轴和顶丝把检测主轴与待检编码器固定相联。然后，在正式检测前进行预转动，以便使检测数据稳定可靠。这样还可以防止出现如顶丝没有顶牢固而造成的待检编码器与检测主轴间的不同步转动，降低检测过程中人为安装失误而引入的粗大误差。对J型编码器进行检测，得到部分的原始记录，如表1所示(往返360°)。通过将分析计算公式编入计算机，在数据采集后直接显示出最后的检测结果。检测人员可根据结果判定编码器是否为合格品。

3实验分析

实际检测时发现以下问题:首先由于待测编码器需要通过联轴节将自有轴系与检测装置相联，会引入回转轴误差，对测角精度造成影响。经实验得到，提高轴系回转精度须研磨零件的配合表面以减小形状误差。其次，由于本次检测的J型号编码器需经过多次破坏性实验后再检测，在再检测时得到准确度是±60的J型号编码器的极限误差已达93。所以在再次检测时须精细研光主轴及检测工装配套的联轴节，顶丝位置可根据实际情况调整。通过以上步骤检测后，降低了极限误差和回程误差。修复前后的曲线如图3、图4所对比调整及修复的前后，可以看出图4(b)图中的极限偏差比图4(a)图有明显减小。

4结语

通过实验室对J型编码器的检测可以得出这样的结论:在整个检测的过程中，光电轴角编码器检测装置可实时显示采集的数据和检测结果。通过自动化检测以降低人为操作引入的误差，节时省力，提高检测效率六倍以上。本检测装置可对不同型号以及不同精度等级的光电编码器进行检测，便于安装和操作，并能直观的显示检测结果，并可监测调整精度，优于常用的检测方法，达到检测装置的编码器设计要求。由于对检测环境要求并不苛刻，可广泛应用于编码器的出厂流水检测，减少人力，提高检测效率。针对本文测试的J型号的高精度编码器，应采用多圈或多次错位测试。此外，若轴系存在双周晃动，可以利用计算机控制程序的改变，调整检测周数或结果分析的计算公式，反映双周晃动的数值。

光电编码器篇2

关键词：AD2S83；旋转变压器反馈；光电编码器反馈；位置闭环环

1 AD2S83芯片介绍

AD2S83利用比率跟踪转换方法将旋变格式输入信号转换为并行自然二进制数字字。这样，当转换器远离旋变器放置时，可以确保具有高抗扰度，并且支持长引线。10、12、14或16位输出字处于三态数字逻辑状态，并通过16路输出数据线以2字节形式提供。BYTE SELECT、ENABLE和引脚确保可轻松地将数据传输至8和16位数据总线，而提供的输出则可通过外部计数器进行周期或俯仰计数。该器件还可以提供与速度成比例的模拟信号，可用于取代转速传感器；工作基准频率范围为50Hz至20，000Hz。

2 编码器工作原理

2.1 编码器输出信号

通常情况下编码器的输出波形如图2所示。当编码器动作时将产生A、B两栩脉冲信号。且A、B两相信号的波形完全相同.仅是存在90°相位差。编码器的运动方向分为正负两个方向：正方向运动时，脉冲信号A的相位超前脉冲信号B的相位90°；负方向运动脉冲信号A的相位滞后脉冲信号B的相位90°。

2.2 鉴相及四倍频计数原理

鉴相及四倍频计数原理图如图3所示，在编码器单方向运动过程中，每个周期A、B两相信号总存在四次电平状态的改变；并且A、B两相电平状态改变的顺序总为：10一11一0l—00—lO；因此，在一个周期的信号中可根据A、B两相的4种电平状态的顺序变化对位置脉冲进行细分计数及四倍频计数；同时，根据A、B两相电平的变化顺序来判断编码器的运动方向；可得到四倍频计数脉冲与方向脉冲如图4所示。

3 旋转反馈转光电编码器反馈的实现

3.1 总体方案

方案的总体框图如图4所示，采用分辨率可变的旋变数字转换器AD2S83，作为旋转变压器信号的解码器，可将模拟量的旋变信号转换成1～15位的计数脉冲及方向信号。

AD2S83的分辨率可以选为10、12、14或16位，可以选择各种应用的最优分辨率来使用AD2S83；如果AD2S83的分辨率选择10位时，那么计数脉冲可依据需要选择AD2S83的DB1～DB10其中任一输出，DB1～DB10的输出计数脉冲个数为2^0～2^（10-1），DB11～DB16无输出；依次类推，当分辨率选择16位时，计数脉冲可选择AD2S83的DB1～DB16其中任一输出，DB1～DB16的输出计数脉冲个数为2^0～2^（16-1）。

AD2S83最大计数脉冲个数为32768（转动一圈），相当于一个8192线的光电编码器四倍频后的脉冲个数，AD2S83分辨率、速率及计数脉冲对照表如表1所示；AD2S83解码输出的计数脉冲与方向信号，用来取代光电编码器鉴相及四倍频后得到的计数脉冲与方向脉冲。

3.2 硬件电路

该硬件电路框图如图5所示，电路中AD2S83使用的分辨率为14位，跟踪转速最高达65转/秒（3，900 rpm）。

AD2S83的第2、4、7引脚分别接入单端的激磁信号、余弦信号、正弦信号，作为旋转变压器反馈的输入信号；AD2S83经过解码后，第41引脚VCO O/P信号，为输入旋转变压器信号的实时速度模拟电压（-8VDC～+8VDC）；第37引脚DIRECTION信号，为输入旋转变压器信号的实时方向（0VDC或5VDC即代表输入旋变信号逆转或顺转），用来替代光电编码器鉴相及四倍频后的方向脉冲信号；第23引脚DB14信号，为输入旋转变压器信号的实时速度脉冲信号（包含实时位置信息），用来替代光电编码器鉴相及四倍频后的计数脉冲信号。

3.3 实时编码器反馈波形及速率计算

采用图5硬件电路，作为高精度伺服驱动系统的反馈硬件电路，与伺服电机组成速度闭环控制系统后；在一固定的转速下，用示波器分别监测图5中的方向信号与计数脉冲信号，分别得到顺转时的方向信号及计数脉冲波形、逆转时的方向信号及计数脉冲波形，如图6、图7所示。

图6、图7中，示波器1通道是计数脉冲信号；示波器2通道是方向信号，高电平为顺转，低电平为逆转。用图6中的方向信号及计数脉冲信号计算实时转速，计算如下：

每一秒的脉冲个数：

4、旋转反馈转光电编码器反馈的意义

旋转反馈转光电编码器反馈，既具备了旋转变压器的优点，又具备了光电编码器的优点；其特点如下：

耐振动冲击能力强、抗干扰能力好，具有很高的可靠性；

抗污染能力强，能应用在各种恶劣环境中，具有防尘、防油、防敲击等特点；

灵敏度高、稳定性好，响应速度快；

分辨率高，可根据设备的精度要求选择不同分辨率。

鉴于旋变反馈转光电编码器反馈以上的特点；可应用于工作环境恶劣、高精度要求又高的伺服系统控制场合，比如应用于高精度及大中型数控系统、机器人控制、工业控制、转台控制、武器火力控制、雷达控制及惯性导航领域中。

5、 结束语

旋变反馈转光电编码器反馈，只不过是伺服控制系统反馈中一种方式；该种反馈方式，可以根据需要选择分辨率，以满足不同控制精度的需求；而且用该种反馈方式，作为伺服驱动器的反馈部分，在速度闭环、位置闭环后，能够极大的提高伺服驱动器的控制精度；实际使用该种反馈方式的位置闭环伺服驱动器已经在转台控制、工业控制领域得到了应用。

参考文献

[1] Aanlog Devices Inc..AD2S83 Datasheet[DB/OL].[2000-10-04].http：//

光电编码器篇3

【关键词】电动执行机构；光电传感技术；光电编码器；电子行程

1.引言

电动执行机构是工控领域中广泛应用于控制阀门开启和闭合的一种电动驱动装置，通过远方和就地控制信号实现对阀门的行程控制。传统的电动执行机构控制系统中，行程部件大部分采用机械行程和限位开关来实现阀门开度的调节和限位控制，行程控制精度依赖于行程部件齿轮组的加工工艺和装配水平，普遍存在着阀门定位精度不高的问题，而且机械式行程部件在进行阀位调试时，需要对电动执行机构进行开盖操作，给工业现场安装、调试及维护工作带来极大的不便。光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字化位置检测装置，它具有分辨率高、精度高、结构简单等优点，光电编码器应用于电动执行机构，是一种技术上的更新与突破，实现了电动执行机构的电子行程控制方式，大大提高了电动执行机构的行程精度。

2.设计原理

2.1 电子行程部件设计原理

电动执行机构控制器的内部包含了位置信号感应装置、力矩感应装置、逻辑控制装置以及数字通信模块等控制模块，各模块电气控制单元由主控制器CPU统一调用管理。如图1所示，光电编码器作为位置信号感应装置部件，安装在电动执行机构行程轴上，行程轴另一端通过齿轮联接到蜗轮轴上，当电机开向或关向运行时，蜗杆直接带动蜗轮旋转，蜗轮的位移变化通过行程轴传输到光电编码器端，光电编码器完成位移信号的检测，检测信号再经过主控制器波形采集电路，由主控制器CPU读取两路脉冲信号，通过计算光电编码器每秒种输出的脉冲的个数，即可转换成当前电机运行速度，此外，通过捕捉两路相位相差900的脉冲信号，并在主控制器CPU的中断程序里对两路脉冲信号进行脉宽计数和脉冲波形变化判断，可以对电动执行机构的运行速度、位移变化及旋转方向做出判断和处理。另外，在切除电动执行机构外部动力电源的情况下，手动旋转电动执行机构手轮时，光电编码器仍能保持行程计数功能，电动执行机构具备断电阀位保持功能。

2.2 光电编码器设计

光电编码器作为电子行程位置感应装置，是一种集光、电一体，将旋转位移、速度等物理量转换成电信号的位置速度传感器。光电编码器采用相对编码计数，输出脉冲信号采用32位CPU芯片进行处理，使得电动执行机构可以应用于多回转、大行程的阀门装置中，根据DL/T 641-2005《电站阀门电动执行机构》标准要求，电动执行机构行程重复偏差（多回转）≤±50，（部分回转）≤±10。光电编码器中光栅盘采用低线数45线设计，根据电动执行机构的机械传动结构，电动执行机构输出轴旋转一圈时，产生脉冲个数为360个，使得电动执行机构的行程控制精度保持在1°，符合标准设计要求。

光电编码器由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通45个长方形孔，光电检测装置由直射式红外光电传感器电路部分组成。圆形光栅盘（如图2所示）安装在直射式红外光电传感器当中，其中光栅盘每圈设计成45个筋，45个孔，光栅盘由电机驱动旋转，旋转时筋孔交替切割红外传感器，产生两路类似正弦波的脉冲信号，经整形电路对该波形处理，最终输出两路方波信号。光电编码器安装如图3所示。

通过电动执行机构内部机械传动结构，当电机开、关向运行，阀位发生变化时，光栅盘同步进行旋转运动，光电编码器输出两路正交脉冲，图4为光电编码器脉冲信号图。

3.设计分析

3.1 光编信号产生电路

光电编码器波形产生电路如图5所示。N2为光电传感器，采用双光电晶体管，光束中心间距为0.7mm，它们的节距和光栅盘上的节距相等，两组透光缝隙错开1/4节距，使得双光电二极管输出的脉冲信号在相位上相差90°电度角。波形采集电路输入端电阻R1、R2阻值大小为330Ω，传感器负载电阻R3、R4阻值大小为1.5kΩ。在光栅盘旋转运行过程中，光电传感器位置固定不动，光线透过光栅盘间断、交替的穿过双晶体管，产生两路相位相差90度的脉冲信号。

3.2 光编信号采集电路

波形产生电路输出的两路脉冲信号，需要经过整形电路进行波形整形，经过思密特双非门整形后，在三极管Q3、Q4集电极端输出脉冲方波。波形整形电路如图6所示。

3.3 光编信号采集电路

光电编码器输出的两路位置检测信号，经过整形电路整形后，传送至电动执行机构主控制器CPU端口，主CPU通过端口中断方式，在两路脉冲信号每次发生跳变时，会产生一次端口中断，由CPU中断处理程序完成一次脉冲信号的计数和方向判断。光电编码器结构简单，信号稳定，数据处理比较容易，但由于在主电源断电情况下，需要电池供电保持阀位计数，一旦电池电压过低或无法供电，电动执行机构阀位容易丢失，给现场生产运行带来不便。所以在光编信号采集电路中设计了电池省电方式，当主电源停止供电时，主CPU自动切换至低功耗工作方式，同时关闭光电编码器供电电源，为保证主电源断电过程中阀位计数功能，采用20mS定时唤醒方式，每隔20mS打开一次光电编码器电源开关，判断阀位是否发生变化。图7为光编信号采集电路，在正常运行状态下，BMQ_C引脚输出低电平，三极管Q102导通，V9XX为光电编码器供电，当主电源停止供电时BMQ_C引脚输出高电平，三极管Q102关闭，光电编码器供电电源断开，进入省电模式。

在光编信号采集电路中，主控制CPU通过采集两路脉冲信号，经过数据分析和方向判断，计算出当前阀位状态，然后通过串行总线，将阀位数据传送至人机对话模块，通过人机界面显示出当前阀位状态。

4.应用分析

4.1 应用中出现的问题

电动执行机构输出轴转速范围一般为5r/m至160r/m。不同规格型号的电动执行机构，其转速相差较大，对于高转速型电动执行机构，由于输出轴输出速度较快，从而使光电编码器的光栅盘随之高速旋转，使得光电编码器输出的波形受到双二极管通断速度的影响，波形变为不理想的脉冲方波，导致光电编码器在高速运行时出现性能不稳定情况。

4.2 问题分析

为解决此故障现象，需从光电编码器电路设计上进行原理分析。图8、图9、图10为不同条件下（波形产生电路R3、R4阻值变化）的波形采集图。

由以上采集波形可以看出，光电编码器输出端信号的下降沿随着信号产生电路上R3、R4阻值的增大变得越来越平缓，经过双非门U1整形后，光电编码器输出端波形的高电平宽度变宽，低电平宽度变窄，这是因为在5V供电条件下，双非门U1的高电平门槛电压VT+约为3V，低电平门槛电压VT-约为1.7V，如图11双非门工作原理图所示，所以当光电编码器输出端信号的下降沿越来越平缓时，电压下降时间也随之增加，双非门U1的输出端信号的低电平时间会变长，即低电平宽度变宽，高电平宽度变窄，双非门U1的输出端信号还要经过一个三极管反向后输出到光电编码器输出端，所以，此时编码器输出端信号的高电平宽度就变宽，低电平宽度就变窄了，受此影响，光电编码器两路输出信号形成的相交脉冲信号也比较窄，这样就很容易造成光编信号采集端信号采集困难或造成脉冲信号丢失，其次，从图中数据分析，当R3=R4=5.1K时，相交脉冲信号间隔时间大约为50us，此时光栅盘转速约为1875r/m，当转速达到2500r/m甚至更高时，间隔时间更短，从而影响CPU中断读取时间，造成数据丢失。由此分析，传感器输出端电阻R3、R4阻值取值不能太大。

另外，根据电路分析及采集信号图，光电编码器器输出端信号的电压峰值随着R3、R4阻值的减小而变小，由图8可以看到，当R3=1K，R4=1K时，VR3、VR4约为4.1V，而从实验过程中发现，R3=1K，R4=1K时，VR3、VR4有时不能达到2.7V，即达不到双非门U1的门槛电压VT+，所以会造成光电编码器没有信号输出，在同样的条件下之所以会出现两种不同的结果，是因为器件的离散性造成的，因为从上述波形图中可以看出，传感器的输出信号为模拟信号，所以传感器的输出效果跟器件本身有很大的关系，即同一器件在同一条件下有可能产生不同的模拟信号，从双非门U1输出端的信号就会随之变化，如果相差较大，那么得到的结果也会有较大区别。由此分析，传感器输出端电阻R3、R4阻值取值也不能太小。另外在图9、图10中可以观察到，当R3=2.2K，R4=2.2K时，VR3、VR4约为4.4V，R3、R4取值大于2.2K时，VR3、VR4也都约为4.5V。

综合分析考虑，为适应高速型电动执行机构和不同的电源供电方式（5VDC、3.3.VDC），光电编码器信号产生电路R3、R4阻值大小设置为1.5K较为合适。

5.结论

通过采用光电编码器作为电动执行机构行程检测部件，使电动执行机构实现了电子式行程设计，提高了阀门行程精度和阀位分辨率，实现了阀门的精确定位，有效的简化了电动执行机构的调试过程，提高了现场调试效率，方便了现场维护，适应了现代工业技术水平高速发展的要求。

参考文献

[1]潘琢金.C8051F340全速USB FLASH微控制器数据手册[S].2006.

[2]马忠梅.单片机的C语言应用程序设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.

[3]康华光，邹寿彬.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2000.

光电编码器篇4

关键词:数控机床 脉冲编码器 精度检测装置

1 引言

数控机床的定位精度和加工精度在很大的程度上取决于检测装置的精度。它的作用是检测位移量, 是将系统发出的指令信号位置与实际反馈位置相比较,用其差值去控制进给电动机。在数控伺服系统中,通常有两种反馈系统:一种是速度反馈系统,用来测量和控制运动部件的进给速度;另一种是位置反馈系统,用来测量和控制运动部件的位移量。而实际反馈位置的采集,则是由位置检测装置来完成的。这些检测装置有脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅、接近开关等。

2 精度检测装置原理简述

检测装置种类较多,现以绝对式脉冲编码器的接触式四位绝对编码盘为例,简述其工作原理。图a是绝对式光电编码器的结构图。图b是一个四位二进制编码盘,涂黑部分是导电的,其余是绝缘的,码盘上有四条码道。四个码道并排装有四个电刷,电刷经电阻接到电源正极。码盘最里面的一圈是电源负极。

四位二进制编码盘

由于制造精度和安装质量或工作过程中意外因素,易于引起阅读错误。为此绝对式光电编码盘大多采用格雷码编码盘,图c为4位格雷码盘。其特点是任何两个相邻数码间只有一位是变化的, 这样即使制作和安装不太准确,产生的误差最多也只是最低位的一位数。还可消除非单值性误差。

3 精度检测装置

3.1脉冲编码器检测装置

脉冲编码器,是一种旋转式脉冲发生器,能把机械转角变成电脉冲。是数控机床上使用最多的角位移检测传感器。编码器除了可以测量角位移外,还可以通过测量光电脉冲的频率。经过变换电路也可用于速度检测,同时作为速度检测装置。

脉冲编码器可分为光电式、接触式和电磁感应式三种。从精度和可靠性来看,光电式较好,光电式脉冲编码器可以用于角度检测,也可用于速度检测。所以在数控机床上通常使用光电式脉冲编码器。

(1) 光电式脉冲编码器

光电式脉冲编码器可分为增量式脉冲编码器和绝对式脉冲编码器。

光电脉冲编码器是按它每转发出的脉冲数的多少来分,有几种型号,数控机床最常用的脉冲编码器有2000脉冲/r,每转脉冲位移量/mm有2,3,4,5,8;2500脉冲/r;每转脉冲位移量/mm有5,10;3000脉冲/r,每转脉冲位移量/mm3,6,12。

增量式脉冲编码器由光源、光敏元件、透光狭缝、码盘基片、光板、透明镜、A/D转换线路及数字显示装置组成。绝对式光电编码器是一种直接编码式的测量元件,通过读取编码盘上的图案确定轴的位置没有积累误差。

(2) 混合式绝对值编码器

混合式绝对值编码器是把增量制码与绝对制码同做在一码盘上。圆盘的最外圈是高密度的增量制条纹, 其中间分布在4圈圆环上有4个二进制位循环码,每1/4圆由4位二进制循环码分割成16个等分位置。在圆盘最里圈仍有发一转信号的窄缝条。由循环码读出的4×16个位置/转,代表了一圈的粗计角度检测,它和交流伺服电机4对磁极的结构相对应,可实现对交流伺服电机的磁场位置进行有效的控制。

3.2其它检测装置

旋转变压器,是一种控制用的微电动机,将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号,工作原理和普通变压器基本相似。结构简单, 抗干扰能力强,工作可靠,动作灵敏,对环境没有特殊要求,一般用于精度要求不高机床的粗测及中测系统。

感应同步器和旋转变压器均为电磁式检测装置,二者工作原理相同,其输出电压随被测直线位移或角位移而改变。主要部件包括定尺和滑尺,定尺和滑尺分别安装在机床床身和移动部件上。感应同步器分成直线式和旋转式两大类,分别用于长度测量和角度测量。

光栅主要由标尺光栅和光栅读数头两部分组成,光栅传感器测量精度高、动态测量范围广、可进行无接触测量、易实现系统的自动化和数字化。

接近开关类型有电感式、电容式、霍尔式、光电式、干簧管式等多种形式。它具有体积小、无抖动、无触头、无接触检测等特点。

数控机床精度检测装置通常有模拟式和数字式,数字式检测装置能够直接将非电量转换为数字量,不需要A/D转换,直接用数字显示。数字式检测装置与模拟式检测装置相比优点有测量精度和分辨率高,稳定性好,抗干扰能力强,便于与微机接口,适宜远距离传输等。数字式检测装置可以测量线位移,也可以测量角位移,常用的数字位置检测装置有编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅等。

4 结语

综上所述,位置精度检测装置非常重要,它是数控机床伺服系统的重要组成部分,其作用是检测位移和速度,发送反馈信号,构成闭环或半闭环控制环节。检测系统决定了数控机床的加工精度。了解数控机床位置检测元件的工作原理,掌握了数控机床的位置测量装置的作用与特点,就能正确选用位置检测元件,从而保证数控机床的加工精度。

参考文献:

[1] 刘祖其主编.机床电气控制与PLC[M].北京:高等教育出版社,2009.3.

[2] 廖兆荣主编.数控机床电气控制[M].北京:高等教育出版社,2005.1.

[3] 张永飞主编.数控机床电气控制[M].大连:大连理工大学出版社,2006.8.

光电编码器篇5

【关键词】 单片机;电力控制电路;Aimegao

一、单片机简介

单片机具有集成度高、功能强、结构合理、抗干扰性强和指令丰富的特点,它的应用打破了传统的设计思想,原来很多用模拟电路、脉冲数字电路、逻辑部件来实现的功能,现在都可通过软件来完成。ATMEL公司于1997年研发并推出了全新配置的、采用精简指令集RISC结构的新型单片机,简称单片机。在AVR家族中,Atmega8是一个非常特殊的单片机,它的芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有AVR高档单片机系列的MEGA全部性能和特点,由于采用了小引脚封装(为DIP28和TQEP/MLF32)。其价格仅与低档单片机相当,成为具有极高性价比、深受广大用户喜爱的单片机。

二、单片机系统的硬件设计

1.单片机系统的时钟振荡电路。Atmega8的XATU和XAT L2引脚分别是片内振荡器的反相放大器输入、输出端,可在外部连接一个石英晶体或陶瓷振荡器,组成系统的时钟源。无论外接使用的是石英晶体还是陶瓷振荡器,电容Cl和c2的值总是相等的。本系统中电容C1,c2的值选择为30pF。其中,+5V的电源接到了单片机的电源输入端,单片机的电源输入端还外接了一个电容。然后接地,这样设计的目的是为了防止外接干扰信号对单片机的电源产生影响,电源电压的波动会影响到单片机输出口输出的高电平的电压大小,也就影响了单片机输出的控制信号,影响到后级电路。

2.单片机复位电路。单片机的复位方式有上电复位和手动按键复位2种。复位电路中的电阻。电容数值的设置,是为了确保引RST脚至少保持z个机器周期的高电平而完成复位过程。工作原理,上电瞬间,RST端电压与VCC相同,随着充电电流的减少。RST端的电位逐渐下降。只要RST端有足够长的时间的电压在阂值以上就可以复位。

三、电机位置检测电路设计方案

对电动机的控制可以分为开环系统和闭环系统两大类。开环系统比较简单,能够满足一般的控制要求,闭环系统则用于精度控制的要求。由于本系统工作的环境范围只是在一个有限的,且相对很小的空间里,对电机转过的圈数(确切地说是电机实际角位移量)的精度要求比较高。实现对这些物理量的精确控制,就必须通过精度较高的检测传感器对这些物理进行检测,将检测的结果转换成数字量,反馈给单片机,通过单片机对这些数进行处理,处理的结果作为控制量对电机进行控制,实现了闭环控制。在本系统中,对电机位置的检测,可以说是系统的一个非常重要的环节,它直接决定电机的实际转数。电机的实际转数又决定了执行器件也即摄像头的位置,也就是本系统二维定位的中心环节。

四、自制光电码盘

基于对电动机角位移要求较高的设计要求,控制系统必须是个闭环控制系统,以满足系统的整体设计要求。光电编码盘角度检测传感器是一种广泛应用的编码式数字传感器,可将测得的角位移转换为脉冲形式的数字信号输出,光电编码盘角度检测传感器可分为两种:绝对式光电编码盘和增量式光电编码盘。绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制葛莱码方式进行光电转换的,绝对式缩码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光,不透光的线条图形,绝对编码器可有若干编码,根据读出码盘上的编码,检测绝对位置。本系统采用的是增量式光电编码盘,当轴旋转时,在码盘的两侧分别安装光源和光敏元件,当码盘转动时,光源经过透光和不透光区域,相应地,每条码道将有一系列不规则脉冲信号从光敏元件输出,这样码道上有多少缝晾。当码盘旋转一圈时,就会有多少个这种不规则脉冲输出,电动机转子所转过的角度即可通过自制的光电编码盘检测到,并以脉冲的形式反馈给单片机,在单片机中记录下来。

五、整形电路设计

光电编码器篇6

关键词:控制设备;系统构成;软件设计

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)13-3543-03

Preliminary Design of the Film Conveying System

SUN Wei

(HarBin Pharmaceutical Group Bioengineering CO.,LTD, Harbin 150001, China)

Abstract: Packaging machinery is continuous, high-speed, automation development direction. Packaging materials used more and more group in advance roll in packing materials printed good trademark logo. Automatic packing bag molding machine adopts has printing design and orientation of the drum with marked as packaging film, packing materials for continuous random compensation, orientation, the basic components and cutting device with other actuators connected graph. Packaging process: drum packaging film by drawing roller conveyor roller is continuous and traction for molding, to collar to convert commensurate with the feeding of vertical sealing bag, the vertical sealing side with objects by feeding pipeline into by the sealing bag, and rotating guide-bar mechanism driven off the bag on the mouth hob nitrogen-treated barrel of color on heat sealing and cutting marking them individually, and finally to the machine.

Key words: control equipment; system structure; software design

1 硬件设计

1.1 变频器选型

控制设备的生产能力主要靠改变拉膜电机的速度来实现的。为实现改变生产能力和提高稳定性,故采用变频器调速器。包装机的输送系统虽然应用功能比较简单,但对传动的动态性能有较高的要求,系统要求较快的动态跟随性能和高稳速精度。因此必须考虑变频器的动态技术指标,选用高性能变频器才能满足要求。ABB无速度传感器矢量变频器,能满足包装机的要求,

本系统的变频器采用了ABB公司的ACS55O变频器,用独特的控制方式实现高转矩、高精度、宽调速驱动和低噪音、低电磁干扰,防跳闸性能和适应恶劣电网、温度、湿度、粉尘的能力强。可以通过变频器内置的Modbus总线接口与PLC实现RS-485通信。

输送系统的变速电机的配线图如图1所示。通过D11控制变频器启停,DI6读取变频器故障信号,通过B(+)、A(-)、AGND即RS485接口实现变频器与可编程控制器的连接,从而实现改变电机速度,更改生产速度,实现横封同步等等。

1.2 光电编码器选型

脉冲控制要用到脉冲信号,本系统中使用脉冲信号编码器生成脉冲信号。脉冲信号编码器是一种旋转式脉冲发生器,可以将位移、速度等转化成相应的脉冲信号。按脉冲与对应位置的关系,旋转光电编码器通常分为增量式旋转编码器、绝对式旋转编码器以及将上述两者结合在一起的混合式编码器。绝对式编码器有光电式、接触式和电磁式三种,它可以直接把被测转角用数字代码表示出来,且每一个角度位置均有其对应的测量代码,它能表示绝对位置,没有积累误差,电源切除后,位置信息不丢失,仍能读出转动角度。内部码盘一般采用格雷码盘。增量式脉冲编码器也可以分为光电式、接触式和电磁式三种。增量式光电编码器的特点是每产生一个脉冲输出信号就对应一个增量角位移,即能产生与轴角位移增量等值的电脉冲。虽然这种编码器不能直接检测绝对角度,但是它可以提供一种对连续轴角位移量离散化或增量化以及角位移变化(角速度)的传感方法。相对于接触式和电磁式来说,光电式编码器的精度和可靠性更高。其构造如图2所示。

增量式光电编码器由四个基本部分组成:LED光源、转动盘(动光栅)、遮光板(定光栅)以及感光元件组成。转动盘上刻有均匀的透光缝隙,相邻两个透光缝隙之间的转角代表一个增量周期。遮光板上刻有与转动盘相应的透光缝隙,用来通过或阻挡光源与位于遮光板后面的感光元件之间的光线。通常遮光板上所刻制的两条缝隙使输出信号的电角度相差90°,即两路输出信号正交。同时,在增量式光电编码器中还有用作参考零位的标志脉冲或指示脉冲(Z相),转盘每转一周发出一个Z相的指示脉冲。本系统使用编码器检测包材的速度,而不需要检测包材的实际位置,所以应该选用增量式光电编码器。

选用编码器时主要考虑分辨率和响应频率这两个技术指标。编码器的分辨率是指编码器转轴转动一周编码器所产生的输出信号的基本周期数,分辨率越高其检测精度就越高。另外需要考虑的一个技术指标是编码器的响应频率,其取决于电子线路和感光元件的响应速度。当编码器转速较高时,如果加之分辨率很高,则脉冲信号频率会很高。如果超过电子器件的响应频率,就会造成丢失脉冲的现象,产生测量误差。

1.3 薄膜光标检测

现在常利用光电传感器跟踪卷筒包装材料上的等距色标而进行多种形式的自动控制。因此要求印刷卷带的图案标记必须满足一定条件:使标记与底面色差明显,或者让标记部位具有足够的透明度,甚至用冲孔来代替色标,以便配备相适应的反射式或透射式光电传感器根据包装内装物的大小,卷筒包装材料供送速度的快慢及检测方法的不同,定位色标还应有适当的形式,面积和足够准确的间距。

1.4 系统构成

系统驱动装置为变频器驱动电机,反馈为安装在传动主轴上的光电编码器,薄膜输送系统由拉膜电机完成匀速拉膜,即完成带成型后的纵向热封动作。袋长成型最后部分即横向热封动作亦需要与纵封拉膜动作相匹配:横封动作时,线速度应与纵封同步,保证热封时不会拉断或挤断薄膜。在一次横向热封动作之后,横封电机根据袋长给定值及纵向薄膜输送速度计算结果,变速运动并等待下次横向热封。

2 软件设计

薄膜输送系统不光要控制主机转速即纵向走袋热封动作,亦要提供检测实际袋长,纵向拉膜速度给横向热封电机,控制横向电机旋转变速,保证封袋时和纵向拉膜速度同步防止拉断薄膜,并保证下次封袋的实际长度在误差控制之内随着工业控制要求的不断发展,对电机速度控制的要求也越来越高,一般都需进行闭环控制。交流电机调速的方法很多,调压、串级、滑差、变频等方式都不同程度地应用于各种各样的工控领域。随着变频技术的发展,变频器越来越多地被应用于调速场合。

2.1 薄膜输送系统工作方式

本系统薄膜输送的方式分为两种情况:1) 由于包装机工作初期或不稳定时候,容易出现封袋误差很大的情况,光标超前或者滞后很多。本系统的结构设计上没有设计方向运动补偿的部件,故为了消除封袋误差必须采用正向补偿,若出现封袋误差负责拉膜电机只能正转来消除误差。袋长的偏差纠正模式可以是横封电机变速用来追踪光标;2) 在系统已经稳定工作时,袋长控制出现少许偏差,此时可以采用固定横封电机运动速度,稍许改变拉膜电机速度来改变封袋位置。

薄膜输送系统的工作方式见图3。当包装机封袋在袋长偏差较大时,可由横封电机改变速度,纵封速度不变,使横封位置切断在光标处。由已知横封时候,横封电机速度与纵封速度同速,可推出光标跟踪模式的算法公式为:

横封扇面周长/光电编码器滚轮周长*分辨率=横封脉冲数Na;

同理求得袋长脉冲数Nb,偏差距离脉冲数Nc,标准脉冲频率Fs;

横封电机速度 亦可由此推出横封电机变频器控制值。

2.2 薄膜输送PID控制

当包装机稳定工作时候,需要通过PLC和变频器采用PID算法对袋成型包装机主轴转速,即拉膜电机速度进行调节,考虑到工程的实际情况,在此只采用PI调节。

1) PID控制器的参数整定

PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:一是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行;二是理论计算整定法,它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。工程整定法依赖于工程经验,需要经验丰富的工作人员才能整定参数,而且在实际工作中需要反复试凑,比较繁琐。在此我们采用理论计算加仿真的方法确定PID的各个参数。分析一个闭环系统的前提是提出构成系统的每个环节的数学模型,有了模型之后,才可以借助计算机进行分析。在此我们给出了变频器和三相异步电动机的数学模型。

变频器在闭环变频调速控制系统中,可近似为一阶惯性环节,其传递函数为G(s)=F(s)/V(s),此时变频器的等效模型为图4所示。

图中Kl为变频器内部比例放大器的放大系数;Vb为正反双向限幅器的限幅值,等于变频器的最大输入变量Vinmax;拓为积分时间常数,等于变频器设定的加减速时间;K2为比例放大器的放大系数,K2=Pmax/Vb,其中Pmax为变频器输出最大设定频率。

当三相异步电动机由变频器供电时,电动机输入是定幅值频率变化SPWM波,输出是转速。可近似成一阶惯性环节,其传递函数为G(s)=N(s)/F(s),此时三相异步电动机的等效模型如图5所示。

其中:Kf=60/p, GD2,为转动惯量,。

式中:P为三相异步电动机极对数;ki为三相异步电动机起动电流倍数;Ue为电动机额定电压;Ie为额定定子线电流;ne为三相异步电动机额定转速;f为工频电频率(50Hz);Km为三相异步电动机起动转矩倍数;Pe为三相异步电动机额定功率。采用PI调节器构成的闭环系统的原理图如图6所示。

由于实际的变频器参数和三相异步电动机参数已知或可求得,因此可以求出等效模型中各个参数的值,故可以求出系统的传递函数为反馈为0.0071。由此可得出实际的等效原理图见图7。

根据前面对PID控制算法的研究可知PI控制器的参数KP,Ti分别对系统性能产生不同的影响。在控制过程中如何把两参数调节到最佳状态,需要深入了解PI控制中两参数对系统动态性能的影响。在讨论一个参量变化产生的影响时,设另外一个参量为常数。

P控制作用分析

设Ti=∞,KP=0.5～30。输入信号为阶跃函数,根据系统结构图,进行MATLAB仿真,同时我们也进行了KP为其他值时的大量仿真试验,发现效果都不理想。为了提高响应速度和调节精度,又不至于使系统超调过大,因此变频调速系统中Pl控制器的参数KP值我们选用为2。比例积分控制作用的分析

设Kp=2,讨论Ti=20~70时对系统阶跃响应曲线的影响。根据系统结构图,进行MATLAB仿真。同时我们也进行了Ti为其他值时的大量仿真试验,效果远不如Ti=20～70时的效果。

为了消除系统的稳态误差,提高系统的控制精度,变频调速系统中PI控制器的参数Ti的值我们选用为50。由此可以得出系统的PI控制器的参数,把该参数用于实际系统基本满足实际要求,系统工作稳定。

参考文献:

[1] 班琦,许德群,李志松.我国立式袋成型充填封口包装机的现状和发展方向[J].包装和食机械,1999,17(1).

[2] 戴远敬.立式袋成型包装机中常用拉膜机构分析[J].包装与食品机械,1999,17(l):7-9.

光电编码器篇7

【关键词】复合连续码；透光孔槽；动态读取

1 前言

我国是人口大国，近几年随着农村城市化的进程不断发展，城市人口和住房建设规模迅猛扩大。居民的供水、供气和供电规模的不断提高以及计算机网络、通信、微电子等技术的发展，使得供水、气、电等行业的人工传统抄表方式越来越不适应社会时代的发展需求，智能远传抄表系统被越来越多的应用。

目前已开发的多种机械计量表读取技术，各有其优缺点。以干簧管、霍尔元件为传感器的脉冲式水表和IC卡表的缺点是：24小时需要电源和备用电池、通过实时检测脉冲信号进行累计，易受抖动、电磁干扰影响，计量精度低，误差大。优点：成本低廉，生产工艺简单。

电阻触盘式表工作原理：先将电阻值转化为电流值，再通过A/D转换，转化为计量值。优点：平时不需要电，抄表时供电。缺点：由于长时间机械接触，触点易受磨损，影响电阻值，天气潮湿也会影响电流值，最终导致计量误差。只能适用于干式表。

直接测量法的产品主要有光电直读水表。光电直读水表按光电感应原理分为：反射式、对射式类型。具有测量精度高，不需要电，抗抖动、抗电磁干扰等优点，但不能真正彻底解决09进位问题，其在个位字轮数字为0或9时，可能出现读数差10，差100，差1000的读数误差。针对光电直读表09进位这一关键技术问题，在前期研究开发的技术基础上，进一步研究光电编码、读取的产业化技术。

2 项目总体技术方案及拟解决的关键技术问题。

2.1 项目产品的主要技术内容及基础原理

基于复合连续码技术的光电直读表与智能网络抄表系统由光电直读表（冷水表、热水表、饮用水表、气表）、采集器、中继器和集中器及加载了智能网络抄表系统管理软件的计算机组成，适用于LAN、ADSL、HFC等多种综合网络，连接于网络（局域网、广域网）中的任一台计算机通过访问网络都可实现对系统设备的管理。

系统通讯链路基于总线架构，由主干、中继、扩展三级网络构成。

在计算机上安装网络抄表抄表系统管理软件，抄表时，由该系统软件通过LAN/PSTN/3G等通讯手段发出抄表指令，区域集中器做出相应的响应，表内的电子单元平时没有电，不工作，读表瞬间对机械表产生触发信号，送电到表内，机械表内光电直读电子单元按照特定规则扫描光电阵列，产生一组数字编码，通过模糊理论判定出机械表的数字，并通过RS-485或MBUS总线，经由采集器、中继器、集中器传输给计算机，供计算机处理，完成抄表任务。

2.1.1 复合连续码光电直读电子单元

复合连续码光电直读电子单元可直接安装在相应基表的内部，读取基表的各种数据，并把抄收到的数据经过采集器、中继器、集中器，通过通讯协议与上位机进行双向传输通讯。通讯接口有RS485接口/MBUS接口两种。通讯协议有内部自定义、645协议、188协议等。且采用低功耗设计，平常无须供电，只有在表读数时才需要对它加电。此表模块与基表组装成为光电直读表。

字轮外圈及内圈分别对应光电感应器件（内圈用一个光电感应器件，外圈用五个光电感应器件），字轮转动一周光电感应器件的感应编码信号变化规律。感应信号为数字信号，组成32个编码（数字1～8各有3个编码，数字0、9各有4个编码），编码与字轮上的数字一一对应，该数字编码信号可直接输入到集成电子模块，可靠识别读数。

复合连续码技术具有32个编码，能彻底解决09进位问题，复杂性没有比30个编码的连续码复杂多少，但比40个编码的优化码简化很多，因此生产工艺简单、生产效率高；而且在数字9到数字0之间增加了两个编码，在09进位时编码数目与40个编码的优化码相当，因此装配问题不影响进位，对装配的限制减少了，产品合格率有保证。

2.1.2 集中器

集中器是智能抄表系统的数据集中单元。集中器通过建立可靠的通讯通道，处理和交换主控机与表单元间的数据信息。可根据需求配置为每月的每天、某一或两天的某一时间定时自动抄表，抄表后的数据保存在集中器中，供主控机随时读取。主控机可通过USB/以太网/GPRS/方式读取表数据。既可读取集中器内已读取并保存的抄表数据，也可令集中器操作采集器和表单元，提取表单元的最新抄表数据。

2.1.3 中继器

中继器是智能抄表网络系统的中继网络设备。每一个输出口引出一条中继总线，中继总线上连采集器。为中继总线上所有的设备提供电源，还有加强数据信号及防雷隔离作用，使数据在传输过程中减少失真，提高通信效率，使雷电对系统的破坏减少到最低。

2.1.4 采集器

采集器是智能抄表系统的扩展网络设备，每一个输出端口引出一条扩展总线，扩展总线连接表单元。采集器为智能抄表网络终端设备建立通信通道，管理表单元，使抄表网络的结构清晰、工作局部化、提高通讯效率。我公司根据通讯方式和总线协议研发A/B/C/D/E五中类型的采集器。

2.2 拟解决的关键技术问题

（1）以往光电直读表技术存在的09进位问题；

（2）由湿式表取代了干式表，解决了干式表始动流量大、灵敏度低的计量精度问题；

（3）由于表、网络设备和通信链路均采用了四级防雷技术，有效解决了雷击问题；

（4）多种网络抄表方式兼容利于快速组合/拆分、便于安装与维护。

3 项目技术创新性及项目完成时主要技术指标。

3.1 本项目的技术创新点

光电编码器篇8

关键词：SSI；光电编码器；工控机；数据采集

SSI（Synchronous Serial Interface）即同步串行接口，具有传输速度快、连线简单、抗干扰能力强等优点，在光电编码器等各种传感器上得到了广泛的应用[1，2]。工控机即工业控制计算机，具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面，工控机以低成本、高性能、高可靠性等优势成为工业控制等领域的主流计算机。

工控机一般不提供SSI接口，很难直接采集SSI接口的编码器等传感器数据。SSI接口转换器多将SSI数据转换成异步串行总线等低速现场总线，这大大限制了数据采集的实时性；市场上也有国外提供PCI或ISA接口的SSI接口卡，但价格昂贵且驱动程序较为复杂。工控机上多配备数字量输入/输出卡。本文采用数字量输入/输出卡控制SSI并行接口模块SSI208P，实现了一种SSI接口的低成本、高速数据采集方法。

1 SSI208P模块介绍

SSI208P模块可将SSI数据高速转换成并行数据，采用DIP28封装，内部集成了SSI同步时钟发生模块、数据串并转换模块、接口控制逻辑模块、输出控制模块以及收发驱动（TTL-RS422电平转换）模块等功能模块，其功能框图如图1所示。

采用SSI208P模块对SSI接口数据的读取操作就变得类似于对A/D、D/A或存储器读取数据的操作，非常简单。SSI208P模块还能将格雷码转换成二进制码。通信速率可配置，当通信速率配置为2 MHz时，对于16位精度的编码器，系统数据更新率不低于100 kHz，可以满足高速伺服控制系统的需求。

SSI208P控制时序如图2所示。CONVST上升沿启动一次SSI编码器数据收发过程。CONVST电平升高后，125 ns内SSI208P模块开始向编码器发送一帧同步时钟脉冲信号，脉冲的个数由编码器的精度决定，同时转换结束管脚EOC变高。发送脉冲期间管脚EOC保持高电平状态，转换结束EOC管脚电平变低后，即可从D0～D7并行读取编码器数据，每次读取八位，由A1、A0控制输出数据高低位，0表示读取最低八位、1表示读取最高八位，例如对于16位编码器只需读取两次（A1、A0分别为00、01），最多可以读取32位数据。编码器并行数据读取结束后将CONVST管脚置低，准备启动下一次转换。

2 硬件设计

数字量输入/输出卡与SSI并行接口模块SSI208P及SSI光电编码器之间的硬件连接原理图如图3所示。图中数字量输入/输出卡扩展了四路SSI编码器。数字量输入/输出接口由研华公司的多功能PCI数据采集卡PCI-1716提供，该采集卡除了提供16路模数转换通道和2路数模转换通道外，还提供了16路数字量输入和16路数字量输出通道[3]。四通道光电编码器为16位格雷码输出格式。接口板上采用了四片SSI208P芯片，SSI时钟速率和编码器数据格式的设置都由接口板完成。PCI-1716的数字量输入端口的信号电气特性为：输入逻辑高电平：2.0～5.25 V；输入逻辑低电平：0.0～0.80 V；输出逻辑高电平：2.4 V（最小）；输出逻辑低电平：0.4 V（最大）。参考SSI208P管脚的电气特性可知，PCI-1716和SSI208P的管脚可以直接连接。

采用PCI-1716的输入端口DI0～DI7连接四片SSI208P的数据线D0-D7，由于SSI208P在没有片选信号的情况下数据线是高阻态的，因此数据线可以共用。PCI-1716的输出端口DO1连接四片SSI208P的启动转换管脚START，可以同时控制四路SSI编码器。PCI-1716的输出端口DO0连接四片SSI208P的地址选择管脚A0，因编码器为16位，A1接地。PCI-1716的四个输出DO2-DO5分别连接四片SSI208P的片选管脚CS。IO卡的四个输入DI9-DI11分别连接四片SSI208P的转换结束指示管脚/END。使用PCI-1716的18个IO口就可以实现四路光电编码器的时序控制和数据采集。

3 软件设计

编程采用Borland C++ Builder，调用PCI-1716的驱动程序操作各输入输出端口，在各输入输出端口上产生满足SSI208P的控制逻辑即可启动转换，采集数据。由图2可以看出SSI208P模块的启动转换控制和数据读取操作比较简单，软件流程如图4所示。

相应的软件代码如下：

static PT_DioReadPortByte ptSsiSta，ptSsiVal；

// 编码器状态和编码器数据结构声明

USHORT SSI_STA，SSI_VAL；

// 编码器的状态和数据变量声明

int SSI_VAL1，SSI_VALL，SSI_VALH；

// 编码器1各数据变量

PT_DioWriteBit Bit_Start， Bit_A0， Bit_CS1， Bit_CS2， Bit_CS3， Bit_CS4；

// 各控制端口变量声明

……

ptSsiVal.port = 0； //端口0用于读取编码器数据

ptSsiVal.value = &SSI_VAL；

ptSsiSta.port = 1； //端口1用于读取编码器状态

ptSsiSta.value = &SSI_STA；

Bit_START.port=0； //输出端口0.1位启动转换

Bit_START.bit=1；

Bit_A0.port=0； //输出端口0.0位地址线A0

Bit_A0.bit=0；

……

Bit_START.state=0；//START上升沿启动转换

Bit_START.state=1；

DRV_DioWriteBit（DriverHandle，&Bit_ Start）；

For（int i=0；i

DRV_DioReadPortByte（ DriverHandle，

（LPT_DioReadPortByte）& ptSsiSta）；

while（（ptSsiSta&0x01）！=0） //等待转换结束

DRV_DioReadPortByte（ DriverHandle，

（LPT_DioReadPortByte）& ptSsiSta）；

Bit_CS2. state =1； //片选2-4置高

DRV_DioWriteBit（DriverHandle，&Bit_ CS2）；

……

DRV_DioWriteBit（DriverHandle，&Bit_ CS4）；

Bit_CS1. state =0； //片选1置低

DRV_DioWriteBit（DriverHandle，&Bit_ CS1）；

Bit_A0. state =0； //读取编码器低8位

DRV_DioWriteBit（DriverHandle，&Bit_ A0）；

DRV_DioReadPortByte（ DriverHandle，

（LPT_DioReadPortByte）&ptSsiVal）；

SSI_VALL= SSI_VAL&0xFF；

Bit_A0.state =1； //读取编码器次低8位

DRV_DioWriteBit（DriverHandle，&Bit_ A0）；

DRV_DioReadPortByte（ DriverHandle ，

（LPT_DioReadPortByte）&ptSsiVal）；

SSI_VALH= SSI_VAL&0xFF；

SSI_VAL1= （SSI_VALH

//数据拼接

……

4 结束语

本文基于SSI并行接口模块SSI208P和数字量输入/输出接口扩展卡，给出了一种工控机高速采集多通道SSI光电编码器数据的低成本实现方案。试验证明，在同步时钟设置为500 kHz的情况下，转换读取四路16位SSI光电编码器的时间小于100 μs，可用于实时性要求很高的应用场合。该方案已经成功运用于某车载武器系统的火控分系统中，运行稳定可靠。

参考文献

[1] 靳红涛， 赵勇进， 陈朝基. 一种SSI接口光电编码器数据并行采集设计方法[J].电子技术， 2008， （5）.

[2] 张子蓬， 王淑青， 刘辉. SSI接口的绝对值角度编码器值的读出方法研究[J]. 工业控制计算机， 2005， （12）.

[3] PCI-1716/1716L安装使用手册[M].

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