EnDat接口編碼器數據采集設計方案

作者：時(shí)間：2013-04-07 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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一概述

絕對式編碼器利用自然二進(jìn)制、循環(huán)二進(jìn)制（格雷碼）或PRC碼對碼盤(pán)上的物理刻線(xiàn)進(jìn)行光電轉換，將連接軸的轉動(dòng)角度量轉換成相應的電脈沖序列并以數字量輸出。它具有體積小、精度高、接口數字化及絕對定位等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用于雷達、轉臺、機器人、數控機床和高精度伺服系統等諸多領(lǐng)域。絕對式編碼器的數據輸出以同步串行輸出為主，EnDat接口是海德漢專(zhuān)為編碼器設計的數字式、全雙工同步串行接口。它不僅能為增量式和絕對式編碼器傳輸位置值，同時(shí)也夠傳輸或更新存儲在編碼器中的信息，或保存新的信息。由于使用了串行傳輸方式，所以只需四條信號線(xiàn)，在后續電子設備的時(shí)鐘激勵下，數據信息被同步傳輸。數據類(lèi)型（位置值、參數、診斷信息等）由后續電子設備發(fā)送給編碼器的模式指令選擇決定。

二 EnDat接口介紹

1.EnDat接口的特點(diǎn)

高性能低成本：通用的接口適用于所有的增量和絕對式編碼器，更經(jīng)濟的電能消耗，小的尺寸和緊湊的連接方式，快速系統配置，零點(diǎn)可根據偏置值浮動(dòng)。

更好的信號質(zhì)量：編碼器內部特別的優(yōu)化提高了系統精度，為數控系統提供更好的輪廓精度。

更好的實(shí)用性：自動(dòng)系統配置功能；數字信號提高了系統的可靠性；監控與診斷信息有利于系統的安全；冗余碼校驗有利于可靠的信號傳輸。

提高了系統的安全性：兩個(gè)獨立的位置信息及錯誤信息位，數據的校驗和及應答。

適用于先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展：（高的分辨率、短的控制周期，最快16M時(shí)鐘，安全設計理念）適用于直接驅動(dòng)技術(shù)。

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圖1 EnDat接口編碼器數據采集原理圖

2.EnDat2.2編碼器性能的提高

傳輸位置值與附加信息可同時(shí)傳輸：附加信息的類(lèi)型可通過(guò)存儲地址選擇碼選擇。

編碼器數據存儲區域包括編碼器制造商參數、OEM廠(chǎng)商參數、運行參數、運行狀態(tài)，便于系統實(shí)現參數配置。

EnDat2.2編碼器實(shí)現了全數字傳輸，增量信號的處理在編碼器內部完成（內置14Bit細分），提高了信號傳輸的質(zhì)量和可靠性，可實(shí)現更高的分辨率。

監控和診斷功能，報警條件包括：光源失效、信號幅值不足、位置計算錯誤、運行電壓太低或太高、電流消耗太大等；當編碼器的一些極限值被接近或超過(guò)時(shí)提供警告信號。

更寬的電壓范圍（3.6~14V）和傳輸速率（16M）。

3.時(shí)序和OEM數據存儲

在每一幀同步數據傳輸時(shí)一個(gè)數據包被發(fā)送，傳輸循環(huán)從時(shí)鐘的第一個(gè)下降沿開(kāi)始測量值被保存，計算位置值。在兩個(gè)時(shí)鐘脈沖（2T）后，后續電子設備發(fā)送模式指令“編碼器傳輸位置值”（帶或不帶附加信息）。

在計算出了絕對位置值后（tcal---見(jiàn)圖2 ），從起始位開(kāi)始編碼器向后續電子設備傳輸數據，后續的錯誤位F1和F2（只存在于EnDat2.2指令中）是為所有的監控功能和故障監控服務(wù)的群組信號，他們的生成相互獨立，用來(lái)表示可能導致不正確位置信息的編碼器故障。導致故障的確切原因保存在“運行狀態(tài)”存儲區，可以被后續電子設備查詢(xún)。

從最低位開(kāi)始，絕對位置值被傳輸，數據的長(cháng)度由使用的編碼器類(lèi)型決定。傳輸位置值所需的時(shí)鐘脈沖數保存在編碼器制造商的參數中。位置值數據的傳輸以循環(huán)冗余檢測碼結束。

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圖2 無(wú)附加信息的位置值傳輸

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