【E課堂】旋轉編碼器的編程思路

　　旋轉編碼器應用于角度定位或測量時(shí)，通常有A、B、Z三相輸出。A相和B相輸出占空比為50%的方波。編碼器每轉一周，A相和B相輸出固定數目的脈沖。當編碼器正向旋轉時(shí)，A相比B相超前四分之一個(gè)周期;當編碼器反向旋轉時(shí)，B相比A相超前四分之一個(gè)周期。A相和B相輸出方波的相位差為90°。編碼器每轉一周，Z相輸出一個(gè)脈沖。由于編碼器每轉一周，A相和B相輸出固定數目的脈沖，則A相或B相每輸出一個(gè)脈沖，表示編碼器旋轉了一個(gè)固定的角度。當Z相輸出一個(gè)脈沖時(shí)，表示編碼器旋轉了一周。因此旋轉編碼器可以測量角位移及位移方向。

　　我們通常用的是增量型編碼器，可將旋轉編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC，利用PLC的高速計數器對其脈沖信號進(jìn)行計數，以獲得測量結果。不同型號的旋轉編碼器，其輸出脈沖的相數也不同，有的旋轉編碼器輸出A、B、Z三相脈沖，有的只有A、B相兩相，最簡(jiǎn)單的只有A相。

　　編碼器有5條引線(xiàn)，其中3條是脈沖輸出線(xiàn)，1條是COM端線(xiàn)，1條是電源線(xiàn)(OC門(mén)輸出型)。編碼器的電源可以是外接電源，也可直接使用PLC的DC24V電源。電源“-”端要與編碼器的COM端連接，“+ ”與編碼器的電源端連接。編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接，A、B、Z兩相脈沖輸出線(xiàn)直接與PLC的輸入端連接，A、B為相差90度的脈沖，Z相信號在編碼器旋轉一圈只有一個(gè)脈沖，通常用來(lái)做零點(diǎn)的依據，連接時(shí)要注意PLC輸入的響應時(shí)間。旋轉編碼器還有一條屏蔽線(xiàn)，使用時(shí)要將屏蔽線(xiàn)接地，提高抗干擾性。

　　編碼器-----------PLC

　　A，B，Z 分別接入PLC的輸入點(diǎn)(按速計數器HSC的規定)

　　+24V------------+24V

　　COM------------- -24V-----------COM

　　旋轉編碼器的應用電路為:

　　其中100pF的電容為去抖動(dòng)的作用，但是軟件處理的時(shí)候最好還是加上軟件去抖動(dòng)，以防止誤判。軟件去抖動(dòng)最常用的就是延時(shí)和連續采樣多次，在此不再詳述。

　　A和B輸出波形為

　　通過(guò)輸出波形圖可知每個(gè)運動(dòng)周期的時(shí)序為

　　靜止狀態(tài)為11或00,A異或B的結果為0(注1)

　　單片機可利用定時(shí)器中斷來(lái)檢測A和B的狀態(tài)，中斷時(shí)間在5~20ms之間均可。

　　當檢測到A^B= 0時(shí)，表示為靜止狀態(tài)，記下A和B的狀態(tài)。

　　當檢測到A^B= 1時(shí)，表示有轉動(dòng)，讀取AB的狀態(tài)，如果AB是從11到01或者是

　　從00到10則為正轉，反之如果AB是從11到10或者是從00到01則為反轉。

　　此方法比較簡(jiǎn)單可靠，可以檢測轉動(dòng)一格又可以檢測快速轉動(dòng)。

　　注1:異或運算

　　異或的運算方法是一個(gè)二進(jìn)制運算，C語(yǔ)言中用A^B表示A異或B：

　　1^1=0

　　0^0=0

　　1^0=1

　　0^1=1

　　兩者相等為0,不等為1.