基于CPLD多通道編碼器數據采集系統設計

本文提出了采用Xilinx公司生產(chǎn)的CPLD來(lái)對多通道旋轉編碼器進(jìn)行數據采集的方法，著(zhù)重介紹了系統的軟硬件設計和驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)，以及實(shí)際應用情況，得出了用CPLD技術(shù)為多通道編碼器進(jìn)行數據采集這樣一種切實(shí)可行的方法。

關(guān)鍵詞：旋轉編碼器 CPLD 數據采集

概述

旋轉編碼器是一種測量旋轉角度的測量器件，通常采用兩個(gè)相位差90度的方波編碼方式，其旋轉方向由兩個(gè)波形的相位差決定。當輸出波形A超前于輸出波形B如圖1，則可認為是正方向旋轉，反之，若輸出波形A滯后于輸出波形B如圖2，則可認為是反方向旋轉，當旋轉方向發(fā)生變化時(shí)，其輸出信號產(chǎn)生鏡像翻轉如圖3。

編碼器的精度由旋轉一周產(chǎn)生方波數決定，當旋轉一周可產(chǎn)生2000個(gè)方波時(shí)，每一個(gè)方波周期表示為360°/2000。但為了提高旋轉編碼器的測量精度，系統將A、B兩相的各個(gè)沿進(jìn)行了計數，從而將測量精度提高了四倍，相當于最小的測量角度為360°/8000。

旋轉編碼器廣泛應用于旋轉角度的測量，以及可以將各種參數角度化的參數的測量，通過(guò)與各種機械結構的組合，可以測量多種物體的邊緣形狀、各種機械裝置的結構偏差等。

本論文主要根據旋轉編碼的輸出信號特點(diǎn)，提出了采用CPLD技術(shù)，來(lái)完成6個(gè)旋轉編碼器信號測量，采用CPLD技術(shù)，設計適合于PC機的數據采集卡的硬件以及軟件，并給出了實(shí)際調試及應用結果。

1數據采集系統的硬件設計

1.1系統結構

數據采集系統由旋轉編碼器信號接口、光電隔離和信號校正、編碼計數以及PC接口組成，系統結構如圖4。旋轉編碼器信號接口將旋轉編碼器的信號通過(guò)一定的接插件引入到采集卡中，隨后通過(guò)光電隔離與信號校正，送入到由CPLD器件實(shí)現的編碼器計數。宿主機通過(guò)ISA總線(xiàn)來(lái)對編碼器的計數進(jìn)行控制與讀取。