基于MSP430F149單片機的光電編碼器位置檢測系統方案

　　光電編碼器是集光、機、電技術(shù)于一體的數字化傳感器，其基本原理就是在特制的碼盤(pán)上按一定規律編排光柵圖案，將這些圖案用光電頭讀取，轉變?yōu)楦叩陀行蚺帕械碾娖叫盘枴?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/光電編碼器">光電編碼器輸出信號為A , B , Z 3 個(gè)信號，其中A , B 為相位差90°的方波信號， Z 為過(guò)零脈沖信號。如圖1所示，光電編碼器每旋轉一周，A、B 相輸出同樣數量的脈沖， Z相輸出一個(gè)脈沖，脈沖的個(gè)數和電機旋轉角度，電機的運行距離成正比關(guān)系。

　　A相、B相都是光電編碼器產(chǎn)生的，這兩個(gè)信號的前沿和后沿都對應著(zhù)光電碼盤(pán)的1/4節距的信息鑒相就是通過(guò)分析圖1的A相，B相信號，得出電機的旋轉方向。如果A相脈沖超前B相90，電機正轉，反之，電機反轉。本系統設計了一種四倍頻電路，其原理圖如圖2所示，相應的時(shí)序圖如圖3所示。由時(shí)序圖3可以看出，A和B信號經(jīng)四倍頻電路后，輸出信號為XA，XB兩個(gè)信號，在同一時(shí)刻，XA，XB只有一個(gè)是脈沖信號，另一個(gè)是高電平。因此，將XA，XB兩個(gè)信號連接到單片機相應的端口上，對這兩個(gè)信號分別進(jìn)行判斷、計數和計算，就可以得出相應的電機轉向和位移量。

　　2、系統功能

　　系統框圖見(jiàn)圖4。整個(gè)系統主要由差動(dòng)隔離整形，倍頻電路，鑒相計數模塊，主控芯片，通訊模塊，數顯模塊組成。光電編碼器選用SIEMENS公司的1XP8001-1型號，輸出電壓為5V。從光電碼盤(pán)輸出的A，B，A－,B－經(jīng)過(guò)差動(dòng)隔離整形模塊后能減少現場(chǎng)對信號產(chǎn)生的干擾，尤其是共模干擾，處理后的信號經(jīng)四倍頻電路后連到主控芯片，對脈沖進(jìn)行計數，處理，計算，得到被控對象的位移結果。位移結果一方面送數顯表顯示，還可通過(guò)串口將位移結果送到上位機，便于在上位機中進(jìn)行統計，打印，綜合分析。