基于DSP的絕對(duì)式光電編碼器接口的實(shí)現(xiàn)

摘要：在全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)中，絕對(duì)式光電編碼器作為位置傳感器越來越普通。基于此介紹了以DSP為微處理器，通過MMI4832接口芯片，對(duì)ROC425絕對(duì)式光電編碼器進(jìn)行位置采集的設(shè)計(jì)方法，并給出了實(shí)用程序的編寫方法。
關(guān)鍵詞：DSP；絕對(duì)式光電編碼器；位置采集

現(xiàn)代高精度的機(jī)電一體化產(chǎn)品，對(duì)伺服系統(tǒng)的要求越來越高。高性能伺服電動(dòng)機(jī)、控制器、變流器及高性能的位置和速度傳感器等都是伺服系統(tǒng)不可少的組成部分，特別是高性能、高精度的傳感器是伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。在某種意義上說，機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能優(yōu)劣主要取決于傳感器的性能。本文利用DSP通過接口芯片MMI4832完成對(duì)絕對(duì)式光電編碼器進(jìn)行位置采集。該系統(tǒng)具有精度高，易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整個(gè)系統(tǒng)采用了TI公司的TMS320F2812作為主處理器，通過專用接口芯片MMI4832與絕對(duì)式光電編碼器相連，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

TMS320F2812是TI公司發(fā)布的一款具有很高性價(jià)比、適用電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的DSP。ROCA25是德國海德漢公司生產(chǎn)的一款25位單圈的絕對(duì)式光電編碼器，其接口協(xié)議為EnDat2．2，MMI4832是其專用接口芯片。

2 硬件電路設(shè)計(jì)
TMS300F2812與MMI4832及ROC425的接口硬件電路如圖2所示。

電路部分主要分為DSP芯片的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)和MMI4832的接口設(shè)計(jì)。下面分別給與介紹：
2．1 TMS320F2812型DSP的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)電源和復(fù)位部分本設(shè)計(jì)采用外部5 V直流電壓供電，通過DC／DC器件產(chǎn)生3．3 V的供電電壓和1．8 V的內(nèi)核電壓。本設(shè)計(jì)的復(fù)位信號(hào)分兩種：上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，上電復(fù)位由芯片MAX803產(chǎn)生，手動(dòng)復(fù)位由電阻和電容組成的電路產(chǎn)生。
(2)時(shí)鐘部分為DSP芯片提供時(shí)鐘一般有兩種方法：采用晶體和采用外部有源時(shí)鐘芯片。本設(shè)計(jì)采用前者，它利用DSP芯片的X1和X2之間連接一晶體可啟動(dòng)內(nèi)部振蕩器。
(3)仿真部分這一部分將作為程序的調(diào)試和燒錄所用。2812芯片提供了5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的JTAG信號(hào)(TRST、TCLK、TMS、TDI、TDO)和兩個(gè)仿真引腳(EMU0、EMU1)。
2．2 MMI4832接口設(shè)計(jì)
(1)與DSP接口設(shè)計(jì)。由于MMI4832芯片的輸入輸出信號(hào)為5 V，而DSP的輸人輸出信號(hào)為3．3 V，這就存在一個(gè)DSP與MMI4832之間的電平轉(zhuǎn)換問題。本設(shè)計(jì)的電平轉(zhuǎn)換接口通過74LVCA245來完成。
(2)與絕對(duì)式光電編碼器ROCA25接口設(shè)計(jì)。由于編碼器為了滿足長距離安裝的要求，其信號(hào)需要差分收發(fā)。本設(shè)計(jì)差分收發(fā)接口通過MAX 485來實(shí)現(xiàn)。