基于单片机的光电编码器位置检测系统设计new

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1、陌而网万方数据芝器量：姜：兰0诫19帅(1)．Ⅷ．文章编号：t671—4598l2011)ol一0017一03中田分类号：TP274文献标识码：B基于单片机的光电编码器位置检测系统设计代杰1，樊瑜瑾1，张学丽2，孙宏德3(1．昆明理工大学机电_T程学院。云南昆明650093l2．云南科技信息职业学院，云南昆明650224I3．昆明昆开专用数控设备有限责任公司．云南昆明650106)摘要：为了实现对机床设备运行状态的实时监测，设计了一种基于单片机的光电编码器位置检测系统l系统采用高性能的AVR单片机对编码器的两相位置信号进行鉴相及四倍频处理，然后通过MCS一52单片机的T

2、2计数器进行硬件计数，同时使用MCS一52单片机的串行端u将位置数据传送至上位PC机中I采用VB6．0软件设计上位机的监控界面，实时动态显示各种编码器的位置数据I试运行结果表明．该设计不仪电路简单．且计数精度高、响应速度快．达到150kHz．适用于各种位置及角度检测场合．关■词：光电编码器-四倍频IAVR单片机lMCS一52单片机I串行靖口IVB6．0DesignofPhotoelectricEncoderPositionMeasuringSystemBasedonSingle--chipDaiJiel。FanYujinl．ZhangXueli2，SunHongde3(

3、1．KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China；2．YunnanScienceandInformationCollege，Kunming650224。China；3．KunmingKunkaiSpecializedCNCEquipmentCo．Ltd，Kunming650106，China)Abstract：Inordertorealtimemonitoringoftherunningstateofmechanicalequipment．aphotoelectricencoderposition

4、measuringsys-tembasedonsingle—chipisdesigned．ToachivehighestcountingresolutionandfastercOuntingspeed，thesystemuseAVRsingIe—chiptoaccomplishthephasedetectionandquadruplefrequencyinthefront—endcircuit，usethe16一bitcounterT2ofMCS一52single—chiptocount．Meanwhile。thepositiondataisbeingsenttothe

5、upperPCthroughtheserialportofMCS一52single--chip．UseVB6．0softwaretodevisethemonitoringinterfacethatcandynamicallydisplaythepositiondataofencoder．Thedesignisverysimple．andhashighmeasuringaccuracy．fastspeed．whichachieve150KHz，andissuitableforthesituationofpositionandanglemeasurment．Keyworda

6、：photoelectricencoder；quadruplefrequencytAVRsingle--chip；MCS一52single--chip!serialportO引育目前，对光电编码器的位置检测方法主要有两种：(1)硬件分频鉴相、软件判断计数¨’23；(2)软件分频鉴相、软件判断计数[3--4]。这两种方法在原理上都大致相同．首先通过对增量式编码器输出的两相脉冲信号进行分频检相处理．经过分频鉴相处理后分别输出一相正向脉冲与一相负向脉冲，然后将这两相脉冲接到单片机的计数器端口用程序进行判断计数。虽然方法一通过硬件来完成分频检相的工作具有高速可靠的优点但与用软件

7、分频鉴相的方法相比。其硬件电路的结构却相对复杂。同时．最终这两种方法还是要通过软件用程序进行判断计数。因此，最终还是对单片机的性能提出了较高的要求。结合上述两种编码器位置检测方法的优点，现介绍一种新的编码器位置检测系统。该设计采用软件分频鉴相与硬件计数相结合的方法。在前端采用高性能的AVR单片机对编码器信号进行鉴相及4倍频处理以达到最高精度的计数分辨率，在计收稿日期：2010一05—14I修回日期：2010一06—24．作者简介：代杰(1981一)．男．重庆永川人．硕十研究生．主要从事自动控制技术及控制系统的研究与开发方向的研究．樊瑜瑾(