基于DSP和FPGA的编码器信号测量及处理的通用模块_金沙澳门官方js55658

发布时间:2021-03-12    来源:js98886金沙网址 nbsp;   浏览:4217次
本文摘要:随着科学技术的迅速发展,自动控制系统在各领域的应用更多,特别是计算机自动控制系统已成为现代科学技术、军事工程和现代工业等领域不可或缺的一部分。

随着科学技术的迅速发展,自动控制系统在各领域的应用更多,特别是计算机自动控制系统已成为现代科学技术、军事工程和现代工业等领域不可或缺的一部分。因此,作为动力装置的各种电动机、发电机、作为信号转换的各种控制电机等自动控制元件通常用于各种控制系统。

为了控制被控制对象,不仅需要控制器和执行元件,还需要系统装置。因此,编码器也被普遍用作电动机角度、速度、方向的检测装置。

编码器还有旋转变压器、霍尔传感器和光电编码器。其中,光电编码器精度高,抗干扰性强,模块非常简单易用,因此得到了最普遍的应用。光电式编码器根据编码方式主要有增量编码器和语义著式编码器两种,前者具有分辨率低、价格低、模块非常简单等优点,但在现在的工业中,没有停电存储功能,其应用受到相当大的限制后者体积小巧,模块数字化,抗干扰能力强,具备停电记忆功能,也没有应用。

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在现在的市场上,德国海登海因公司的产品多种多样,具备良好的质量确保,广泛应用于机床、自动化领域,特别是半导体和电子制造业等领域。海登-海因光电编码器占有相当大的市场份额,但相应的解码设备不适合嵌入式系统。针对用于实验收钱的海登编码器,设计了增量式和语义著式的标准化数据处理模块。

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该模块具有信号处理速度快、精度高、数据准确、灵活性普遍、调试方便、成本低廉等优点,可以很好地适应市场需要。1海登海因编码器是1.1高精度增量编码器增量编码器通过光栅将偏移转换为周期电信号,将该电信号转换为计数脉冲,在偏移大小上脉冲其光栅为周期得分在本模块测量的高精度高端增量编码器的光栅上,刻有从代码基准点开始的轨道,减缓了基准点的归零。右图1是一个带距离代码的圆格子。

图1中具有距编码基准点的距离的圆格子(ERA4480 )这些基准点之间远离数学算法确认的距离。经过三个基准点的两个脉冲后,以前的电子设备就能找到有意义的基准点。

1.2高精度是指著式编码器使用自然二进制、循环二进制(格雷码)或PRC代码对代码盘上的物理刻线进行光电切换,将连接轴的旋转角度量转换为适当的电脉冲序列,以数字量输入,各种方法有时对于通过方位编码器获取方位值的数字驱动系统和系统的环路,也必须通过编码器获取附加值。为了提高系统的可靠性,编码器还必须具备错误检测和临床功能。

海登海因公司的Endat2.2数据模块是仅限于编码器的双向数据模块,传输意味着著式或增量编码器的方位值、传输或改版编码器中残留的信息、保留新信息的串行数据传输与现有电子设备的时钟信号实时维持。要传输的数据类型(方位值、参数或临床信息等)可以根据以前的电子设备放在编码器上的模式命令自由选择。

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2硬件设计本模块使用DSP和FPGA融合的动作方式。DSP主要用作数字信号处理领域,最适合高密度、反复运算及大数据容量的信号处理。FPGA/CPLD器件可以实现硬件上的阶段性工作,充分限于动态控制和高速应用领域,而物理机制与硬件电路一样,足够可靠,特别是抗强电磁干扰。

两者融合,可进行宽带信号处理,高速可靠。根据提案功能市场的需要,设计模块构成图如图2右图:如图2硬件构成图所示,模块连接器是标准的DB15连接器,通过引脚装备,与使用增量编码器和EnDat2.2模块的语义著式编码器相适应模块的发送单元与RS-485形式相反,差动信号和单端信号通过模块芯片展开进行切换。

为了提高高精度增量编码器数据的测量精度,需要在同一增量编码器中追加4个读取头,分别测量增量编码器数据,为了获取方位值而进行调制FPGA芯片协调员-3an系列的XC3S700An,logiccells是10476。构筑:进行增量信号的计数和参照信号的收集,展开计数超过参照代码通道的数据后,展开增量信号的清除。对Endat2.2的意义著式编码器方位信号的收集在独自的实时时钟下降沿到来之前,保留计数处理,在双端口RAM中保存数据,等待DSP的加载。本模块组合的DSP芯片为TI公司的TMS320F28335,主频率平均为150MHz。

TMS320F28335减少了浮点运算单元,既保持了原始DSP芯片的优点,例如强大的控制和信号处理能力、c语言编程效率等优点,又节约了代码执行时间和内存空间。F28335可以经由GPIO端口将四路地址线和十六条数据线连接到XC3S700An,拒绝接收16种编码器信号。模块的DSP部分建设参数存储区,中断信号来的时候加载FPGA的数据,完成数据的调制,通过SCI串行端口将数据发送到主机机箱,电器的形式是RS422。

模块板由5V电源提供。


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