旋转编码信号解码器

1.产品简介

将正交编码信号AB转换为脉冲+方向和实时位置数据的模块.

2.应用场景

• 光栅编码位置定位,
• 旋转编码开关定位,
• 正交编码器件测试工装.

3.产品概述

• 曾经做过的项目中需要用到正交旋转编码器, 由于主控没有独立的硬件正交解码接口, 于是采用软件处理的方式, 发现在系统主程序中处理这种高速信号不太方便,其一很占用系统资源, 其二抖动不易消除, 普通在端口加入消抖电容并不能解决全部问题, 比如机械结构原地抖动属于低频抖动, 并不能简单依靠电容来过滤掉, 在一些复杂运动下数据会出错. 于是开发本模块希望能为使用者在开发项目中提供方便.
• 此模块信号处理上采用交叉防错方法, 消除编码信号脉冲边缘抖动以及机械结构在原地来回振动造成的数据错误.
• 使用方便, 既可以直接从输出端口获得脉冲+方向信号, 也可通过串口发送简单指令查询编码器实时位置数据.

4.产品参数

• 芯片型号: STC8G1K08A-8PIN
• 供电范围:   3.3-5V
• 串口参数:    TTL / 波特率19200 / 数据位8 / 停止位1 /校验位无/ 4字节(位置数据)
• 输入参数:    配合NPN 型编码器
• 输出参数:    NPN 端口(集电极开路兼容24V工控系统)
• 信号频率:    最大50K
• 断电记忆:    保存断电时的位置数据
• 端口图示: 如下图

5.使用说明:

• 脉冲+方向:  旋转编码器主轴时, 脉冲指示灯会闪烁,方向指示灯会随编码器旋转方向而改变, 同时输出NPN端口状态也相应变化.                       
• 串口用法:   指令0X01 原点设置命令, 模块内部计数器清零.

                 指令0x02 获取当前位置数据返回上位机, 返回位置数据共4个字节

• 数据格式 :   第32位表示基于原点的方向, 1-31位表示基于原点的编码器位置(2倍频/上跳和下跳均计数).

(例) 8000 0000 0000 00FF 表示正向255个刻度位;

       0000 0000 0000 00FD 表示反向253个刻度位;

• 其它说明: 模块内部位置计数器深度约1000M.

模块具有断电保持数据功能, 断电时记忆当前的位置数据, 重新上电后从记忆数据开始计算

断电后上电,如需要位置清零时, 发送指令0X01 清零模块内部记忆数据

每个输出脉冲对应2个数据位, 上跳和下跳均计数

6.备注:

• 本模块需要下载固件驱动, 附件提供QuadDec.hex 文件.
• 固件可用STC-ISP官方下载工具下载; (芯片选择STC8G1K08A-8PIN IRC频率33M).
• 所用芯片和器件成本较低, 预估小批量(20PCS) 单价不超过10元(全部物料,含PCB).

7.测试视频:

• 测试视频1: 模块接入光栅编码器和串口, 转动编码器通过串口查询编码器实时数据

•  测试视频2: 模块接入旋转编码开关, 转动编码开关,观察脉冲和方向指示灯的变化