光电编码器输出脉冲的几种计数方法
编码器输出形式.
1 编码器基础1.1光电编码器编码器是传感器的一种，主要用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离和计数等，许多马达控制均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出等，应用范围相当广泛。
按照不同的分类方法，编码器可以分为以下几种类型：根据检测原理，可分为光学式、磁电式、感应式和电容式。
根据输出信号形式，可以分为模拟量编码器、数字量编码器。
根据编码器方式，分为增量式编码器、绝对式编码器和混合式编码器。
光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，主要利用光栅衍射的原理来实现位移——数字变换，通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
典型的光电编码器由码盘、检测光栅、光电转换电路（包括光源、光敏器件、信号转换电路）、机械部件等组成。
光电编码器具有结构简单、精度高、寿命长等优点，广泛应用于精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面。
这里我们主要介绍SIMATIC S7系列高速计数产品普遍支持的增量式编码器和绝对式编码器。
1.2增量式编码器增量式编码器提供了一种对连续位移量离散化、增量化以及位移变化（速度）的传感方法。
增量式编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，它能够产生与位移增量等值的脉冲信号。
增量式编码器测量的是相对于某个基准点的相对位置增量，而不能够直接检测出绝对位置信息。
如图1-1所示，增量式编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。
在码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期。
检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线，它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4节距，使得光电检测器件输出的信号在相位上相差90°。
当码盘随着被测转轴转动时，检测光栅不动，光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件就输出两组相位相差90°的近似于正弦波的电信号，电信号经过转换电路的信号处理，就可以得到被测轴的转角或速度信息。
光电编码器输出脉冲的几种计数方法
光电编码器输出脉冲的几种计数方法1.总脉冲计数法：总脉冲计数法是最简单的计数方法，即直接对光电编码器输出的每个脉冲进行计数。
计数器工作于计数模式，每次接收到一个脉冲信号，计数器就增加1、通过读取计数器的数值，可以获取到物体的具体位置。
这种方法适用于需要获取绝对位置信息的应用。
2.方向计数法：有些应用场景需要获取旋转运动物体的旋转方向，因此采用方向计数法。
方向计数法在总脉冲计数法的基础上增加了方向信号的判断。
方向信号通常通过一个相位差可调的霍尔元件或光电传感器来实现。
当物体顺时针旋转时，方向信号为高电平，计数器加1；当物体逆时针旋转时，方向信号为低电平，计数器减1、通过方向信号，可以准确识别旋转方向。
3.增量计数法：增量计数法是通过计算每次脉冲的增量来进行计数。
在这种方法中，光电编码器输出的脉冲信号被输入到一个脉冲传感器中，脉冲传感器将脉冲信号转换为固定周期的方波信号。
然后，方波信号经过一个计数器进行计数，每次计数都代表一个固定增量。
通过对增量计数进行累加，可以获取物体的位置信息。
增量计数法适用于需要获取相对位置变化的应用。
4.平均计数法：平均计数法是一种改进的计数方法，通过采用平均值来减小误差。
光电编码器输出的脉冲信号经过一个滤波器进行滤波，去除噪声和波动。
然后，滤波后的信号经过计数器进行计数。
由于滤波的作用，计数器只计数滤波后的信号，而不计数噪声和波动。
这样可以更准确地获取位置信息。
平均计数法适用于对测量精度要求较高的应用。
总结：光电编码器输出脉冲的计数方法有总脉冲计数法、方向计数法、增量计数法和平均计数法。
每种计数方法根据应用场景的需求选择不同的方法。
总脉冲计数法适用于需要获取绝对位置信息的应用；方向计数法适用于需要获取旋转方向的应用；增量计数法适用于需要获取相对位置变化的应用；平均计数法适用于对测量精度要求较高的应用。
光编码器原理
光编码器原理
光编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
它主要由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图可以通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90度的脉冲信号。
根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
其中，增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90度的脉冲信号，Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
编码器的脉冲计数、高速计数器小总结.doc
编码器的脉冲计数、高速计数器小总结我们一般采用高速输出信号控制步进电机和伺服电机做位置，角度和速度的控制，比如定位，要实现这个目的，我们要知道这几个条件：1、PLC高速输出需要晶体管输出，继电器属于机械动作，反应缓慢，而且易坏2、以三菱PLC为例，高速输出口采用Y0、Y13、高速输出指令常用的有PLSY脉冲输出PLSR 带加减速PLSV……可变速的脉冲输出ZRN……原点回归DRVI……相对定位DRV A……绝对定位4、脉冲结束标志位M80295、D8140D8141为Y0总输出脉冲数6、在同一个程序里面Y0做为脉冲输出，程序可以存在一次，当需要多次使用的时候，可以采用变址V进行数据的切换，频率，脉冲在不同的动作模式中，改变数据正对上述讲解的内容：我们用一个程序来表示若我们以后可能接触步进。
伺服这一块，上述内容，大家一定要熟练掌握!23、PLC编程实现编码器的脉冲计数在高速计数器与编码器配合使用之前，我们首先要知道是单向计数，还是双向计数，需要记录记录的数据，需要多少个编码器，在PLC中也需要多少个高速输入点，我们先要确认清楚。
当我们了解上面的问题以后，参照上题的寄存器分配表得知我们该选择什么高速计数器如：现在需要测量升降机上升和下降的高度，那么我们需要采用双向编码器，即可加可减的，AB相编码器，PLC需要两个IO点，查表得知，X0X1为一路采用C251高速计数器那么我们可以这样编程,如图开机即启动计数，上升时（方向），C251加计数下降时（方向），C251减计数我们要求编码器转动的数据达到多少时，就表示判断实际升降机到达的位置注意：在整个程序中没有出现X0、X1这个两个软元件？是因为C251为X0、X1的内置高速计数器，他们是一一对应的，只要见到c251,X0X1就在里面了，当然，用了C251以后，X0、X1不能在程序里面再当做开关量使用了接线参照下图21、我们对高速计数器的理解及编程相对11题定时器和计数器来说，本题目主要是告诉大家学习高数处理的功能PLC内部高速计时器是计数器功能的扩展，高速计数器指令与定位指令使PLC的应用范围从逻辑控制、模拟量控制扩展到了运动控制领域。
光电编码器的工作原理和应用电路[指南]
![光电编码器的工作原理和应用电路[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/3ce72bc685254b35eefdc8d376eeaeaad0f31651.png)
光电编码器的工作原理和应用电路1 光电编码器的工作原理光电编码器(Optical Encoder)俗称“单键飞梭”，其外观好像一个电位器，因其外部有一个可以左右旋转同时又可按下的旋钮，很多设备(如显示器、示波器等)用它作为人机交互接口。
下面以美国Greyhill公司生产的光电编码器为例，介绍其工作原理及使用方法。
光电编码器的内部电路如图1所示，其内部有1个发光二极管和2个光敏三极管。
当左右旋转旋钮时，中间的遮光板会随旋钮一起转动，光敏三极管就会被遮光板有次序地遮挡，A、B相就会输出图2所示的波形；当按下旋钮时，2、3两脚接通，其用法同一般按键。
当顺时针旋转时，光电编码器的A相相位会比B相超前半个周期；反之，A相会比B相滞后半个周期。
通过检测A、B两相的相位就可以判断旋钮是顺时针还是逆时针旋转，通过记录A或B相变化的次数，就可以得出旋钮旋转的次数，通过检测2、3脚是否接通就可以判断旋钮是否按下。
其具体的鉴相规则如下：1.A为上升沿，B=0时，旋钮右旋；2.B为上升沿，A=l时，旋钮右旋；3.A为下降沿，B=1时，旋钮右旋；4.B为下降沿，A=O时，旋钮右旋；5.B为上升沿，A=0时，旋钮左旋；6.A为上升沿，B=1时，旋钮左旋；7.B为下降沿，A=l时，旋钮左旋；8.A为下降沿，B=0时，旋钮左旋。
通过上述方法，可以很简单地判断旋钮的旋转方向。
在判断时添加适当的延时程序，以消除抖动干扰。
2 WinCE提供的驱动模型WinCE操作系统支持两种类型的驱动程序。
一种为本地驱动程序，是把设备驱动程序作为独立的任务实现的，直接在顶层任务中实现硬件操作，因此都有明确和专一的目的。
本地设备驱动程序适合于那些集成到Windows CE平台的设备，诸如键盘、触摸屏、音频等设备。
另一种是具有定制接口的流接口驱动程序。
它是一般类型的设备驱动程序。
流接口驱动程序的形式为用户一级的动态链接库(DLL)文件，用来实现一组固定的函数称为“流接口函数”，这些流接口函数使得应用程序可以通过文件系统访问这些驱动程序。
光电式编码器
通常数控机床的机械原点与各铀的脉冲编码器发出Z相脉冲的位置
是一致的。
光源
码盘
光电元件
Z 零位脉冲 A 增量脉冲 B辨向脉冲
图6.30 增量式编码器的结构图
（2）绝对式编码器
1）码制和码盘 码盘按其所用码制可分为:二进制、循环码(葛莱码)、十进
绝对式编码器图案不均匀，几位编码器其码盘上就有几位码 道，在编码器的相应位置都可输出对应的数字码，在码盘运动过 程中读取这些代码，即能实时测得坐标的变化。这种方法的优点 是坐标固定与测量以前状态无关，不需起动时的位置重合，抗干 扰能力强，无累积误差，具有断电位置保持，在不读数的范围内 移动速度可超越极限响应速度，不需要方向判别和可逆计数，信 号并行传送等。缺点是结构复杂、价格高，为提高分辨率需要提 高码道数目或者使用减速齿轮机构组成双码盘机构，将任意位置 取作零位时需进行一定的运算。
2．光电式编码器的接口与安装使用注意事项
（1）机械方面
编码器轴与用户端输出轴之间通过联轴节连接如下图所示， 避免因用户轴的串动、跳动，造成编码器轴系和码盘的损坏。应 保证编码器轴与用户轴的不同轴度＜0.2mm，与轴线的偏角＜1.5o 安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损坏轴系和码盘。 (2）电气方面
编码器的输出线不能与动力线等绕在一起或同一管道传输， 也不宜在配电盘附近使用，配线时采用屏蔽电缆，可以参照下图 进行配线。
增量式编码器图案和光脉冲信号均匀，可将任意位置作为基 准点，从该点开始按一定的量化单位检测位移或转角，计量脉冲 数即可折算为位移或转角。该方法因无确定的对应测量点，一旦 停电则失掉当前位置，且速度不可超越计数器极限响应速度，此 外由于噪声影响可能造成计数积累误差。优点是其的零点可任意 预置，且测量速度仅受计数器容量限制。
编码器内部PNP NPN详解说明 有图示
编码器输出信号类型一般情况下，从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低，波形也不规则，不能直接用于控制、信号处理和远距离传输，所以在编码器内还需要对信号进行放大、整形等处理。
经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波，因为矩形波输出信号容易进行数字处理，所以在控制系统中应用比较广泛。
增量式光电编码器的信号输出有集电极开路输出、电压输出、线驱动输出和推挽式输出等多种信号形式。
1集电极开路输出集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端，并且集电极悬空的输出电路。
根据使用的晶体管类型不同，可以分为NPN集电极开路输出（也称作漏型输出，当逻辑1时输出电压为0V，如图2-1所示）和PNP集电极开路输出（也称作源型输出，当逻辑1时，输出电压为电源电压，如图2-2所示）两种形式。
在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下可以使用这种类型的输出电路。
图2-1 NPN集电极开路输出图2-2 PNP集电极开路输出对于PNP型的集电极开路输出的编码器信号，可以接入到漏型输入的模块中，具体的接线原理如图2-3所示。
注意：PNP型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入源型输入的模块中。
图2-3 PNP型输出的接线原理对于NPN型的集电极开路输出的编码器信号，可以接入到源型输入的模块中，具体的接线原理如图2-4所示。
注意：NPN型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入漏型输入的模块中。
图2-4 NPN型输出的接线原理2.2电压输出型电压输出是在集电极开路输出电路的基础上，在电源和集电极之间接了一个上拉电阻，这样就使得集电极和电源之间能有了一个稳定的电压状态，如图2-5。
一般在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下使用这种类型的输出电路。
图2-5电压输出型2.3推挽式输出推挽式输出方式由两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成，如图2-6所示。
当其中一个三极管导通时，另外一个三极管则关断，两个输出晶体管交互进行动作。
编码器计数
(3)SFB背景数据块DB
地址 符号
DBD0 DBD4 DBD8
PRES_COUNT PRES_COMP_A PRES_COMP_B
DBX12.0
DBX12.1 DBX12.2 DBX12.3 DBX12.4 DBD14 DBD18 DBD22 DBX26.0 DBX26.1
EN_COUNT
EN_DO SET_COUNT SET_COMP_A SET_COMP_B COUNT COMP_A COMP_B STATUS_A STATUS_B
通过STEP7来组态开关量输入端信号的有效性， 及采用正跳变沿还是负跳变沿。 计数器计算实际值： 实际值=向上计数DI的边沿数—向下计数DI的边沿 数
两个开关量计数脉冲的变化和计数值的关系
向上计数端检测脉冲正跳变沿， 向下计数端检测脉冲负跳变沿。
两种方式可起动或停止计数器集成功能的运 行: （1）集成的输入/输出端口： 硬件起动/停止开关量 （2）用户程序： 在SFB 29功能块上输入 参数 EN_COUNT。
开关量输入和输入参数EN_COUNT是相“与” 的， 向上和向下两个开关量都置“1”时，才会生效。 输入参数PRES_COUNT设定计数值， 有两种方法可使计数器接受计数设定值： （1）输入参数SET_COUNT端有正跳变沿； （2）计数器达到比较值（用STEP7进行参数 化）。 计数方向可由方向控制端决定，当该端输入信号 状态为0时，向上计数输入减计数，向下计数输入 增计数。
计数器集成功能有两个集成比较器： 比较器A将计数器的实际值和设定值比较，以 启动一个组态的事件。 有两种情况可触发事件：
1.计数器的实际值从下增到比较值时，也就是 从COMP_A-1到COMP_A； 2.计数器的实际值从上减到比较值时，也就是 从COMP_A到COMP_A-1；
编码器输出形式
1 编码器基础1.1光电编码器编码器是传感器的一种，主要用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离和计数等，许多马达控制均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出等，应用范围相当广泛。
按照不同的分类方法，编码器可以分为以下几种类型：根据检测原理，可分为光学式、磁电式、感应式和电容式。
根据输出信号形式，可以分为模拟量编码器、数字量编码器。
根据编码器方式，分为增量式编码器、绝对式编码器和混合式编码器。
光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，主要利用光栅衍射的原理来实现位移——数字变换，通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
典型的光电编码器由码盘、检测光栅、光电转换电路（包括光源、光敏器件、信号转换电路）、机械部件等组成。
光电编码器具有结构简单、精度高、寿命长等优点，广泛应用于精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面。
这里我们主要介绍SIMATIC S7系列高速计数产品普遍支持的增量式编码器和绝对式编码器。
1.2增量式编码器增量式编码器提供了一种对连续位移量离散化、增量化以及位移变化（速度）的传感方法。
增量式编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，它能够产生与位移增量等值的脉冲信号。
增量式编码器测量的是相对于某个基准点的相对位置增量，而不能够直接检测出绝对位置信息。
如图1-1所示，增量式编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。
在码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期。
检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线，它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4节距，使得光电检测器件输出的信号在相位上相差90°。
当码盘随着被测转轴转动时，检测光栅不动，光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件就输出两组相位相差90°的近似于正弦波的电信号，电信号经过转换电路的信号处理，就可以得到被测轴的转角或速度信息。
编码器的分类
编码器的分类
根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式，根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
1.增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90度，从而可方便的判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
2.绝对式编码器绝对式编码器是直接输出数字的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘，每条道上有透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区树木是双倍关系，码盘上的码道数是它的二进制数码的位数，在吗盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件，当吗盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读书一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，吗道必须N条吗道。
目前国内已有16位的绝对编码器产品。
3.混合式绝对编码器混合式绝对编码器，它输出两组信息，一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。
光电编码器输出脉冲的几种计数方法
光电编码器输出脉冲的几种计数方法光电编码器是一种常用的传感器，可以将物理运动转换成电信号输出。
它通常用于测量旋转角度、线性位移或速度等物理量。
光电编码器的输出通常是脉冲信号，而这些脉冲信号的计数方法对于准确获取物理量的数值至关重要。
在本文中，我们将探讨光电编码器输出脉冲的几种计数方法，并进一步分析其适用范围和优缺点。
1. 简单计数法在简单计数法中，我们直接对光电编码器输出的脉冲信号进行计数。
当脉冲数量达到预定值时，即可得到相应的物理量数值。
这种计数方法简单直接，适用于对物理量精度要求不高的场合，如简单的位置控制系统中。
然而，由于简单计数法无法处理脉冲信号的突变和误码，其适用范围受到一定限制。
2. 相位计数法相位计数法是以脉冲信号的相位变化进行计数。
通过检测脉冲信号的相位变化，可以实现对物理量的准确计数。
相位计数法适用于对脉冲信号变化频率较高的情况，能够有效避免误码和突变信号的影响。
然而，相位计数法对于频率较低的脉冲信号则无法有效计数，因此在选用相位计数法时需谨慎考虑其适用范围。
3. 光电编码器作为位置传感器时的计数方法对于光电编码器作为位置传感器的计数方法，通常采用增量式和绝对式两种方式。
增量式计数方法是基于光电编码器输出的增量脉冲进行计数，适用于需要连续监测位置变化的应用场合，如机械运动控制系统中。
而绝对式计数方法则是直接读取光电编码器输出的位置信息，能够精确获取物理量的绝对数值，适用于对位置精度要求较高的场合。
光电编码器输出脉冲的计数方法多种多样，各有适用范围和优缺点。
在实际应用中，我们需根据具体的物理量测量需求和系统性能要求来选择合适的计数方法。
通过深入理解和灵活运用这些计数方法，我们能够更好地实现对物理量的精确测量与控制。
在本主题中，我深入研究了光电编码器输出脉冲的几种计数方法，通过对比和分析，我对其中的优缺点有了更深入的理解。
我认为在实际应用中，选择合适的计数方法需要综合考虑物理量测量需求、系统性能和可靠性要求等多方面因素，以便更好地实现精确的测量与控制。
电梯编码器知识
电梯编码器知识2009-10-27 20:34 来源：互联网admin 点击: 891次编码器的工作原理介绍一、光电编码器的工作原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90o的两路脉冲信号。
根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
（一）增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90o，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
（二）绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
目前国内已有16位的绝对编码器产品。
绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。
光电编码器分类
光电编码器分类
光电编码器分类
光电编码器主要有增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器、旋转变压器、正余弦伺服电机编码器等，其中增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器属于数字量编码器，旋转变压器、正余弦伺服电机编码器属于模拟量编码器。
一、增量式编码器
增量式编码器可以将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，通过计数设备来知道其位置．增量式光电编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。
它能够产生与位移增量等值的脉冲信号，其作用是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化（速度）的传感方法，它是相对于某个基准点的相对位置增量，不能够直接检测出轴的绝对位置信息。
一般来说，增量式光电编码器输出A、B两相互差90°电度角的脉冲信号（即所谓的两组正交输出信号），从而可方便地判断出旋转方向。
同时还有用。
光电编码器输出脉冲的几种计数方法
《光电编码器输出脉冲的几种计数方法》1. 背景介绍光电编码器是一种常用的测量设备，用于测量旋转或线性运动的位置、速度和加速度。
其输出信号通常为脉冲信号，而如何准确、高效地计数这些脉冲信号成为工程和技术人员关注的焦点之一。
本文将探讨光电编码器输出脉冲的几种计数方法，并对其优缺点进行全面评估。
2. 计数方法一：基于计数器的方法在基于计数器的方法中，常用的计数器有单向计数器和双向计数器。
单向计数器适用于仅需统计脉冲信号的个数而不需要知道方向的场景，而双向计数器则可以准确地统计正负方向的脉冲信号。
这种方法简单直接，具有较高的实时性，但对信号的稳定性和频率要求较高。
3. 计数方法二：基于微处理器的方法基于微处理器的方法通过将脉冲信号输入微处理器中，通过编程实现脉冲的计数。
这种方法灵活多变，适用于复杂的计数任务，并且可以通过编程实现更多的功能，比如对脉冲信号进行滤波、脉冲宽度测量等。
然而，这种方法需要具备一定的编程技能和对硬件信号处理的理解，对技术人员的要求较高。
4. 计数方法三：基于定时器的方法基于定时器的方法是通过定时器对脉冲信号进行时间测量和计数。
这种方法准确性高，适用于对时间要求较高的场景，比如需要测量脉冲信号的频率、周期等。
然而，该方法对定时器的精度、稳定性和对脉冲信号的频率要求较高。
5. 总结与展望本文对光电编码器输出脉冲的几种计数方法进行了深入探讨和评估。
不同的计数方法各有优劣，适用于不同的场景。
在实际应用中，工程和技术人员可以根据具体的需求选择合适的计数方法，并结合实际情况进行优化和改进。
未来随着技术的不断进步和应用需求的不断拓展，光电编码器输出脉冲的计数方法也将不断创新和完善。
6. 个人观点作为文章写手，我深入了解了光电编码器输出脉冲的计数方法，并感到在实际工程中，选择合适的计数方法至关重要。
我个人倾向于基于微处理器的方法，因为其灵活多变，可以通过编程实现更多的功能，从而满足复杂的计数需求。
光电编码器的工作原理
光电编码器的工作原理光电编码器是一种常见的位置、速度传感器，广泛应用于工业自动化、机器人、数控机床、电动机控制等领域。
它通过光电传感器和编码盘相互作用，将物理位移转换为数字信号输出。
本文将介绍光电编码器的工作原理，包括构成、工作方式、输出信号等方面。
一、光电编码器的构成光电编码器主要由光电传感器和编码盘两部分组成。
光电传感器一般采用光电二极管或光电三极管，它们能够将光信号转换为电信号。
编码盘则是一种特殊的圆盘，通常由透明和不透明的区域组成，它们按照一定的规律分布在盘上。
光电传感器和编码盘之间相互作用，通过光电信号的变化记录物理位移的变化。
二、光电编码器的工作方式光电编码器的工作方式一般分为两种：增量式和绝对式。
增量式光电编码器能够实时测量物体的运动状态，它将编码盘的运动转换为脉冲信号输出，脉冲数与物体的运动距离成正比。
绝对式光电编码器则能够精确地测量物体的位置，它将编码盘的位置信息转换为二进制编码输出，每个编码对应一个确定的位置。
增量式光电编码器的工作原理如下：编码盘在光电传感器的作用下旋转，透明和不透明的区域交替通过传感器的光电二极管或光电三极管，产生脉冲信号输出。
脉冲数与编码盘旋转的角度成正比，一般为360个或更多。
通过计数器或微处理器可以实时测量物体的位移、速度和加速度等参数。
绝对式光电编码器的工作原理如下：编码盘上的编码器将位置信息转换为二进制编码，每个编码对应一个确定的位置。
当编码盘旋转时，光电传感器能够读取编码器的信息，并将其转换为数字信号输出。
由于每个位置对应一个唯一的编码，因此绝对式光电编码器能够精确地测量物体的位置，而不需要像增量式光电编码器那样进行计数。
三、光电编码器的输出信号光电编码器的输出信号一般为数字信号，常见的有脉冲信号和二进制编码信号。
脉冲信号是增量式光电编码器的输出信号，它是由编码盘旋转产生的脉冲信号组成，每个脉冲代表编码盘旋转的一个角度。
二进制编码信号是绝对式光电编码器的输出信号，它是由编码盘上的编码器转换为二进制编码输出的，每个编码代表编码盘的一个位置。
光电编码器测速公式
光电编码器测速公式引言：光电编码器是一种常用的测速装置，它通过光电传感器和编码盘的配合工作，可以准确测量物体的转速。
在工业控制、机械制造和自动化领域中，光电编码器被广泛应用于测速、位置控制和运动监测等方面。
本文将详细介绍光电编码器的测速公式，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
正文：一、光电编码器的基本原理1.1 光电传感器光电传感器是光电编码器中的核心部件，它通过感知光的变化来检测物体的运动。
光电传感器通常由发光二极管（LED）和光敏电阻器（光电二极管或光敏三极管）组成。
当物体经过光电传感器时，光线被遮挡或反射，使光敏电阻器的电阻值发生变化，从而产生电信号。
1.2 编码盘编码盘是光电编码器中的另一个重要组成部分，它通常由透明材料制成，并在表面刻有一系列的透明和不透明条纹。
当编码盘随着物体的转动而旋转时，光线通过透明和不透明条纹的变化，使光电传感器接收到不同的光信号。
1.3 光电编码器的工作原理光电编码器的工作原理是基于光电传感器和编码盘的配合工作。
当物体转动时，编码盘随之旋转，光线通过透明和不透明条纹的变化，使光电传感器接收到不同的光信号。
通过计算光信号的变化频率和编码盘的刻度数，可以准确测量物体的转速。
二、光电编码器的测速公式2.1 脉冲计数法光电编码器的测速公式可以通过脉冲计数法来推导。
脉冲计数法是一种常用的测速方法，它通过计算单位时间内接收到的脉冲数来确定物体的转速。
测速公式可以表示为：速度（V）= 脉冲数（N）/ 时间（T）2.2 脉冲频率法脉冲频率法是另一种常用的测速方法，它通过计算单位时间内接收到的脉冲频率来确定物体的转速。
测速公式可以表示为：速度（V）= 脉冲频率（f）/ 编码盘的刻度数（N）2.3 脉冲周期法脉冲周期法是一种更精确的测速方法，它通过计算单位时间内接收到的脉冲周期来确定物体的转速。
测速公式可以表示为：速度（V）= 1 / 脉冲周期（T）* 编码盘的刻度数（N）三、光电编码器的应用3.1 工业控制光电编码器在工业控制领域中广泛应用于转速控制、位置反馈和运动监测等方面。
(整理)编码器的工作原理介绍
编码器的工作原理介绍一、光电编码器的工作原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90o的两路脉冲信号。
根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
（一）增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90o，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
（二）绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
目前国内已有16位的绝对编码器产品。
绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。
绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。
光电编码器
一、编码器专业术语1、线：编码器光电码盘的一周刻线。
①增量式编码器：10线、100线、2500线，主要码盘能刻下，可任意选数；②绝对式编码器：因格雷码的编排方式，决定其基本是2N线：256线、1024线、8192线，但也有特别的格雷余码输出的：360线、720线、3600线。
2、位：绝对式编码器通常是用2N线输出的，所以大部分绝对式编码器也用“位”表达，当然对格雷余码输出的360线、720线、3600线例外；增量式编码器也有用“位”表示的，如15位、17位，通过内部细分，将计算的线数倍增后，一般大于10000线，就用“位”表达。
3、分辨率：编码器可以分辨的最小角度。
一般计算360°/刻线数，目前大部分就用多少线来表达。
但对于增量式编码器，如用上A/B两相的四倍频，2500线实际分辨率为360°/10000。
如果内部细分计算的“线”可以更多，达到15位、17位。
所以通常增量式编码器用“线”表达，表示还没有倍频细分；用“位”来表达，表示已经细分过了。
高分辨率并不代表高精度。
对于实际的码盘刻线，绝对式编码器分辨率可以达到增量式编码器的两倍，但如果采用倍频技术，增量式编码器分辨率又可大于绝对式编码器。
细分倍频是电气模拟技术，并不改善精度，精度是由码盘刻线、轴的机械安装及电气的响应综合因素决定的。
分辨率，增量式可以做的更高，但是精度就是绝对式的高，因为它不受停电、干扰、速度、电气响应的影响的，尤其在高速高精的条件下，倍频细分是无法满足要求。
4、增量式VS绝对式增量式以转动时输出脉冲，通过计数设备来检测位置。
当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆记住位置。
这样，当停电时，编码器不能有任何的移动；当来电工作时，编码器在输出脉冲的过程中，也不能有任何的干扰而丢失脉冲。
否则，计数设备记忆的零点就会发生偏移，而且这种偏移量是无从知道的，只有产生错误的结果后才知道。
解决的办法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。
光电编码器的原理与应用
光电编码器的原理与应用0引言光电编码器是一种旋转式位置传感器，在现代伺服系统中广泛应用于角位移或角速率的测量，它的转轴通常与被测旋转轴连接，随被测轴一起转动。
它能将被测轴的角位移转换成二进制编码或一串脉冲。
光电编码器分为绝对式和增量式两种类型。
增量式光电编码器具有结构简单、体积小、价格低、精度高、响应速度快、性能稳定等优点，应用更为广泛。
在高分辨率和大量程角速率／位移测量系统中，增量式光电编码器更具优越性。
绝对式编码器能直接给出对应于每个转角的数字信息，便于计算机处理，但当进给数大于一转时，须作特别处理，而且必须用减速齿轮将两个以上的编码器连接起来，组成多级检测装置，使其结构复杂、成本高。
1增量式编码器1.1增量式光电编码器的结构增量式编码器是指随转轴旋转的码盘给出一系列脉冲，然后根据旋转方向用计数器对这些脉冲进行加减计数，以此来表示转过的角位移量。
增量式光电编码器结构示意图如图1所示。
图1增量式光电码盘结构示意图光电码盘与转轴连在一起。
码盘可用玻璃材料制成，表面镀上一层不透光的金属铬，然后在边缘制成向心的透光狭缝。
透光狭缝在码盘圆周上等分，数量从几百条到几千条不等。
这样，整个码盘圆周上就被等分成n个透光的槽。
增量式光电码盘也可用不锈钢薄板制成，然后在圆周边缘切割出均匀分布的透光槽。
1.2增量式编码器的工作原理增量式编码器的工作原理如图2所示。
它由主码盘、鉴向盘、光学系统和光电变换器组成。
在图形的主码盘（光电盘）周边上刻有节距相等的辐射状窄缝，形成均匀分布的透明区和不透明区。
鉴向盘与主码盘平行，并刻有a、b两组透明检测窄缝，它们彼此错开1/4节距，以使A、B两个光电变换器的输出信号在相位上相差90°。
工作时，鉴向盘静止不动，主码盘与转轴一起转动，光源发出的光投射到主码盘与鉴向盘上。
当主码盘上的不透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时，光线被全部遮住，光电变换器输出电压为最小；当主码盘上的透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时，光线全部通过，光电变换器输出电压为最大。
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计数 TR0 = 1 ;/ / 开始计数 } void service-int1 ( ) interrupt 2 using 1 {k + + ;/ / 标志位加 1 TR0 = 0 ;/ / 停止计数 TH0 = - TH0 ; TL 0 = - TL0 ;/ / 把计数器重新复值 ,此时相当于加
计数 TR0 = 1 ;/ / 开始计数 } void timer0 (void) interrup 1 using2 { if (k = 0) / / 反向计数满 else if (k = 1) / / 计数为 0 else / / 正向计数满
} void main (void)
2 用软件实现脉冲的鉴相和计数
编码器输出的 A 向脉冲接到单片机的外部中断 INT0 ,B 向脉冲接到 I/ O 端口 P1. 0 ,如图 2 所示 。当系 统工作时 ,首先要把 INT0 设置成下降沿触发 ,并开相 应中断 。当有效脉冲触发中断时 ,执行中断处理程序 , 判别 B 脉冲是高电平还是低电平 。若是高电平 ,则编 码器正转 ,加 1 计数 ;若是低电平 ,则编码器反转 ,减 1 计数 。
[3 ] 俞竹青 ,潘全胜. 一种光电编码器用可编程计数电路的设 计. 传感器技术 , 2002 ,21 (10) :22～24
Several Methods of Output Pulse Counting for Photoelectric Encoder
Pan Mingdong ( East China University of Science and Technology , Shanghai 200237 , China)
收稿日期 : 2004205218
脉冲鉴相的方法比较多 ,既可以用软件实现 ,也可 以用一个 D 触发器实现 。图 1 是编码器正反转时输出 脉冲的相位关系 。
图 1 编码器输出波形
由图 1 中编码器输出波形可以看出 ,编码器正转 时 A 相超前 B 相 90°,在 A 相脉冲的下降沿处 ,B 相为 高电平 ;而在编码器反转时 ,A 相滞后 B 相 90°,在 A 相 脉冲的下降沿处 ,B 相输出为低电平 。这样 ,编码器旋 转时通过判断 B 相电平的高低就可以判断编码器的 旋转方向[2 ] 。
第 30 卷第 8 2004 年 8 月
期
E L E C电TRO子NIC工EN程GIN师EER
V oAl . u3g0.
No. 8 2004
光电编码器输出脉冲的几种计数方法
潘明东
(华东理工大学机械工程学院 , 上海市 200237)
【摘 要】 光电编码器是高精度位置控制系统常用的一种位移检测传感器 。在位置控制系统 中 ,由于电机既可能正转 ,也可能反转 ,所以要对与其相连的编码器输出的脉冲进行计数 ,要求相应的 计数器既能实现加计数 ,又能实现减计数 ,即进行可逆计数 。其计数的方法有多种 ,包括纯粹的软件 计数和硬件计数 。文中分别对这两种常用的计数方法进行了分析 ,对其优缺点进行了对比 ,最后提出 了一种新的计数方法 ,利用 8051 单片机内部的计数器实现对光电编码器输出脉冲的加减可逆计数 ,既 节省了硬件资源 ,又能得到较高的计数频率 。
{TCON = 0X05 ;/ / 设置下降沿中断 TMOD = 0X05 ;/ / T0 为 16 位计数方式 IE = 0X87 ;/ / 开中断 TH0 = 0 ; TL0 = 0 ;/ / 预置初值 }
此方法采用中断的形式进行计数 ,硬件电路比较 简单 ,程序也不复杂 ,执行速度较快 。
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图 4 光电编码器输出脉冲的鉴相及其计数
4 用单片机内部计数器实现可逆计数
对以上两种计数方法进行分析可知 ,用纯软件计 数虽然电路简单 ,但是计数速度慢 ,难以满足实时性要 求 ,而且容易出错 ,用外接加减计数芯片的方法 ,虽然 速度快 ,但硬件电路复杂 ,由图 4 可以看出 ,要制作一 个 12 位计数器需要 5 个外围芯片 ,成本较高 。我们可 以用单片机内部的计数器来实现加减计数 。单片机 8051 片内有 2 个 16 位定时器 (定时器 0 和定时器 1) , 单片机 8052 还有一个定时器 (定时器 2) ,这 3 个定时 器都可以作为计数器使用 。但单片机 8051 内部的计 数器是加 1 计数器 ,所以不能直接应用 ,必须经过适当 的软件编程来实现其“减”计数功能 。硬件电路如图 5 所示 。
图 5 单片机内部计数器加减计数的硬件结构
我们可以把经过 D 触发器之后的脉冲即方向控 制脉冲 (DIR) 接到单片机的外部中断 INT0 端 ,经过反 向器后再接到另一个外部中断 INT1 ,并把计数脉冲 A 接到单片机的片内计数器 T0 端即可 。相对外部计数 芯片来说 ,使用这种方法时电路相对要简单得多 。系 统工作时 ,先要把两个中断设置成下降沿触发 ,并打开 相应的中断 。当 DIR 由低向高跳变时 , INT1 中断 ,执
【Abstract】 In position control system , the electromotor should be able to turn back or forth , so the counter designed to count the pulse output from the photoelectric encoder connected to the electromotor should have the func2 tion of up2down counting. That is reversible counting. There are many methods to count the pulse including software counting and hardware counting. These two methods of counting are analyzed in this paper , and a new method of counting is suggested after comparing the advantages and disadvantages of them. With fewer hardware , we obtained a high speed of reversible counting rate using the internal counter of the 8051 MCU.
参 考 文 献
[1 ] 刘 岩 ,李凤荣 ,王金海 ,等. 高速可逆位置计数器的研究 与 FPGA 实现. 天津工业大学学报 ,2003 ,22 (2) :70～73
[2 ] 柳平增 ,程 勇 ,徐成志 ,等. 开卷校平剪切生产线数控系 统的开发及应用. 泰山学院学报 ,2003 ,25 (3) :87～90
5 结束语
本文分别介绍了利用软件 、外接计数芯片及单片 机内部计数器实现对编码器输出脉冲进行计数的方 法 。利用软件计数 ,硬件电路简单 ,但占用了较多的 CPU 资源 ,执行速度较慢 。利用外接计数芯片的方法 计数 ,计数速度较快 ,但要用较多的外围芯片 ,硬件电 路复杂 。利用单片机内部计数器实现加减计数 ,在编 码器旋转方向不频繁改变的情况下 ,计数速度很快 ,而 且外围电路简单 ,编程也不复杂 ,只是占用了 2 个外部 中断和 1 个内部计数器 。具体使用哪种计数方法 ,在 使用时要根据具体情况进行选择 。
如图 3 所示 , P0 、P1 、P2 、P3 为计数器的 4 位预置 数据端 ,与数据输入锁存器相接 ;QA 、QB 、QC、QD 为计 数器的 4 位数据输出端 ,与数据输出缓冲器相接 ;MR 为清零端 ,与上电清零脉冲相接 ; PL 为预置允许端 ,由 译码控制电路触发 ;CU 为加脉冲输入端 ,CD 为减脉冲 输入端 ;TCU 为进位输出端 ;TCD 为借位输出端 。
# include < reg51. h >
int data k = 1 ; void service-int0 ( ) interrupt 0 using 0 { k - - ;/ / 标志位减 1 TR0 = 0 ;/ / 停止计数 TH0 = - TH0 ; TL 0 = - TL0 ;/ / 把计数器重新复值 ,此时相当于减
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·计算机与自动化技术· 电 子 工 程 师 2004 年 8 月
图 2 软件方法的计数与判向电路
3 用硬件实现脉冲的鉴相和计数
硬件计数在执行速度上有软件计数不可比拟的优 势 ,通常采用多个可预置 4 位双时钟加减计数器 74LS193 级联组成的加减计数电路 。
使用光电编码器测量位移 ,准确无误的计数起着 决定性作用 。由于在位置控制系统中 ,电机既可以正 转 ,又可以反转 ,所以要求计数器既能实现加计数 ,又 能实现减计数 。相应的计数方法可以用软件实现 ,也 可以用硬件实现 。
使用软件方式对光电编码器的脉冲进行方向判别 和计数降低了系统控制的实时性 ,尤其当使用光电编 码器的数量较多时 ,且其可靠性也不及硬件电路 。但 其外围电路比较简单 ,所以在计数频率不高的情况下 , 使用软件计数仍有一定的优势 。对编码器中输出的两 路脉冲进行计数主要分两个步骤 :首先要对编码器输 出的两路脉冲进行鉴相 ,即判别电机是正转还是反转 ; 其次是进行加减计数 ,正转时加计数 ,反转时减计数 。