传感器课程设计报告

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1、上海交通大学电子信息与电气工程学院地址：东川路800号邮编：200240摘要：光电编码器是一种位移一数字转换器,它具有精度高、频响快、噪声小、无磨损、可靠性高等特点绝对编码器二进制输出的每一位都必须有一个独立的码道。一个编码器的码道数目决定了该编码器的分辨力。在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从20到2n-1的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。本课程设计的主要目的是设计一个实用的信号显示电路，将绝对型光电编码器获得的2进制编码翻译、显示为对应的角度。所

2、使用的编码器是长春第一光学有限公司生产的JXW-12A型绝对型光电编码器。关键词：绝对式光电编码器；译码显示电路；EEPROM上海交通大学电子信息与电气工程学院地址：东川路800号邮编：200240目录1.概述21.1编写说明1.2名词定义1.3设计用传感器介绍2.系统总述52.1任务与要求2.2系统设计思路单片机子系统设计63.1芯片介绍3.2硬件扩展3.3软件设计译码显示子系统设计114.1芯片介绍4.2数码管参数4.3PCB版5.致谢26.参考文献27.开发环境27.1硬件开发7.2软件开发7.3元器件清单8.设计感想和后续设想29.附录各系统原

3、理图28第18页上海交通大学电子信息与电气工程学院1.概述1.1编写说明本设计报告主要介绍一种方便简洁的绝对式光电编码器的信号译码显示电路，其具有制造成本低廉，重复制造容易，材料利用率高，安全可靠等显著特点。本次设计采用长春第一光学有限公司JXW-12A型光电编码器，电路主要完成对其输出的约20V高电平信号的降压、译码、显示功能。1.2名词定义光电编码器：光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字化检测装置，可以定义为：一种通过光电转换，将输至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，它主要用于速度（角速度）或位置（角度）的检测。1.3设计用传感

4、器介绍本次设计采用长春第一光学有限公司JXW-12A型光电编码器。工作原理：图1-1如图1-1，当轴带动码盘旋转时，经发光元件发出的红外光被码盘狭缝切割成断续光线，通过光电交换原理，经过电路处理，把角位移转换成一组电信号，该组电信号表示轴的绝对位置性能特点：1.输出型式：电压输出和集电极开路输出两种型式2.输出码制：循环二进制和自然二进制两种码制，用户通过控制线可自选3.进位方向：从轴头方向看顺时针加和减进位两种，用户通过控制线可自选4.具有锁存功能，锁存与否，用户通过控制线可自选5.电源电压5V、12V、15V、24V可选6.编码器最高分辨率为360

5、°/2n第18页上海交通大学电子信息与电气工程学院用途及特点：该产品是一种绝对式光电编码器，它能够测量角位移，旋转速度等等，并能将所测结果以自然二进制码输出，因此，广泛应用于自动化测量、自动化控制等系统中。特点：1、该编码器为绝对式轴角编码器，零位固定，单值函数，抗干扰能力强；2、该编码器结构上采用防尘、防潮等措施，耐冲击、耐振动、性能好、体积小、重量轻。产品型号及编号：图1-2注：输出型式C：集电极开路输出E：电压输出基本参数：位数分割数角分辨率测量范围准确度8256360°/28±100’9512360°/29101024360°/21011204

6、8360°/211表1-1电气参数：输出形式电源电压（V）输出信号消耗电流（mA）波形上升下降时间（ms）响应频率（kHz）高电压（V）低电压（V）允许注入电流（mA）E型5—<200方波<20~50第18页上海交通大学电子信息与电气工程学院电压输出121524C型集电极开路输出5——<40121524表1-2注：1.电源电压：5±0.25V12±1.2V15±1.5V24±2.4V2.允许注入电流40mA为单路信号的允许注入电流接线表：信脚号号位数1234567891110—9——8———表1-3信脚号号位数10111213141517181911C

7、PCN1CN2—0V机壳1098表1-4注：1、CP为选通锁存控制信号，接0V或悬空时，不锁存，接VCC时，锁存编码器此时输出信号第18页上海交通大学电子信息与电气工程学院1、CN1为输出码制控制信号，接0V或悬空时，循环二进制输出；接VCC时，自然二进制输出2、CN2为加、减进位控制信号，接0V或悬空时，从轴头方向看顺时针旋转时，加计数；接VCC时，减计数。3、实验室提供的型号是24V电源、8位信号。需要降压才可以接入显示电路。机械参数：允许最大机械转数（r/min）启动力矩（25℃）（Nm）轴最大负载（N）径向轴向5000<5×10-32010表1

8、-5外形图及安装尺寸：图1-3注意事项l编码器主轴与被测轴连接时，不同度不得大于0.05mm，