EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案
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絕對(duì)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(duì)碼盤上的物理刻線進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將連接軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖序列并以數(shù)字量輸出。它具有體積小、精度高、接口數(shù)字化及絕對(duì)定位等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和高精度伺服系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域。絕對(duì)式編碼器的數(shù)據(jù)輸出以同步串行輸出為主，EnDat接口是海德漢專為編碼器設(shè)計(jì)的數(shù)字式、全雙工同步串行接口。它不僅能為增量式和絕對(duì)式編碼器傳輸位置值，同時(shí)也夠傳輸或更新存儲(chǔ)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(hào)線，在后續(xù)電子設(shè)備的時(shí)鐘激勵(lì)下，數(shù)據(jù)信息被同步傳輸。數(shù)據(jù)類型（位置值、參數(shù)、診斷信息等）由后續(xù)電子設(shè)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(duì)式編碼器，更經(jīng)濟(jì)的電能消耗，小的尺寸和緊湊的連接方式，快速系統(tǒng)配置，零點(diǎn)可根據(jù)偏置值浮動(dòng)。
更好的信號(hào)質(zhì)量：編碼器內(nèi)部特別的優(yōu)化提高了系統(tǒng)精度，為數(shù)控系統(tǒng)提供更好的輪廓精度。
更好的實(shí)用性：自動(dòng)系統(tǒng)配置功能；數(shù)字信號(hào)提高了系統(tǒng)的可靠性；監(jiān)控與診斷信息有利于系統(tǒng)的安全；冗余碼校驗(yàn)有利于可靠的信號(hào)傳輸。
提高了系統(tǒng)的安全性：兩個(gè)獨(dú)立的位置信息及錯(cuò)誤信息位，數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和及應(yīng)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(shè)計(jì)理念）適用于直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
圖1 EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集原理圖
傳輸位置值與附加信息可同時(shí)傳輸：附加信息的類型可通過存儲(chǔ)地址選擇碼選擇。
編碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域包括編碼器制造商參數(shù)、OEM廠商參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)，便于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置。
EnDat2.2編碼器實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字傳輸，增量信號(hào)的處理在編碼器內(nèi)部完成（內(nèi)置14Bit細(xì)分），提高了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性，可實(shí)現(xiàn)更高的分辨率。
監(jiān)控和診斷功能，報(bào)警條件包括：光源失效、信號(hào)幅值不足、位置計(jì)算錯(cuò)誤、運(yùn)行電壓太低或太高、電流消耗太大等；當(dāng)編碼器的一些極限值被接近或超過時(shí)提供警告信號(hào)。
更寬的電壓范圍（3.6~14V）和傳輸速率（16M）。
3.時(shí)序和OEM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
在每一幀同步數(shù)據(jù)傳輸時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送，傳輸循環(huán)從時(shí)鐘的第一個(gè)下降沿開始測量值被保存，計(jì)算位置值。在兩個(gè)時(shí)鐘脈沖（2T）后，后續(xù)電子設(shè)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(jì)算出了絕對(duì)位置值后（tcal---見圖2 ），從起始位開始編碼器向后續(xù)電子設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，后續(xù)的錯(cuò)誤位F1和F2（只存在于EnDat2.2指令中）是為所有的監(jiān)控功能和故障監(jiān)控服務(wù)的群組信號(hào)，他們的生成相互獨(dú)立，用來表示可能導(dǎo)致不正確位置信息的編碼器故障。導(dǎo)致故障的確切原因保存在“運(yùn)行狀態(tài)”存儲(chǔ)區(qū)，可以被后續(xù)電子設(shè)備查詢。
從最低位開始，絕對(duì)位置值被傳輸，數(shù)據(jù)的長度由使用的編碼器類型決定。傳輸位置值所需的時(shí)鐘脈沖數(shù)保存在編碼器制造商的參數(shù)中。位置值數(shù)據(jù)的傳輸以循環(huán)冗余檢測碼結(jié)束。
圖2 無附加信息的位置值傳輸
評(píng)論