旋转编码器工作方式图解
旋转编码器工作原理 __编码器
旋转编码器工作原理 __编码器旋转编码器工作原理编码器是一种常见的传感器，用于测量物理量的变化并将其转换为数字信号。
旋转编码器是一种特殊的编码器，用于测量旋转运动的角度和方向。
工作原理：旋转编码器通常由两个主要部分组成：旋转部分和固定部分。
旋转部分固定在旋转轴上，而固定部分安装在静止的位置上。
旋转部分包括一个光源和一个光电传感器（通常是光电二极管）。
光源照射到旋转部分的表面上，而光电传感器则用于检测光线的变化。
固定部分包括一个光学编码盘，编码盘上有一系列的透明和不透明的条纹。
这些条纹会阻挡或透过光线，从而在光电传感器上产生一个周期性的光信号。
当旋转部分随着旋转轴的转动而旋转时，光线通过编码盘上的条纹，使得光电传感器接收到交替的光信号。
根据光信号的变化，编码器可以确定旋转部分的角度和方向。
编码器的输出信号通常是一系列的脉冲，每个脉冲对应于旋转部分的微小移动。
通过计算输出信号的脉冲数，可以确定旋转部分的角度。
编码器的分辨率是指每个旋转周期内的脉冲数。
分辨率越高，编码器对旋转运动的测量精度越高。
应用：旋转编码器广泛应用于各种领域，例如机械工程、自动化控制、机器人技术等。
它们常被用于测量电机的转速、位置和方向，以及控制系统中的位置反馈。
例如，在机器人技术中，旋转编码器可以用于测量关节角度，从而实现精确的运动控制。
在自动化控制系统中，编码器可以提供位置反馈信号，使得系统能够准确地控制运动位置。
总结：旋转编码器是一种常见的传感器，用于测量旋转运动的角度和方向。
它由旋转部分和固定部分组成，通过光电传感器和光学编码盘的交互作用，将旋转运动转换为数字信号。
旋转编码器在各种领域中有着广泛的应用，为机械工程、自动化控制和机器人技术等提供了重要的测量和控制手段。
消防编码器工作原理
消防编码器工作原理消防编码器使用说明SGM 702输入模块编码法二进制数字对照表：12345678↓↓↓↓↓↓↓↓128 6432 168 4 21例如：120号把2、 3、 4、 5号开关向下拔↓↓↓↓64+ 32+ 16+ 8=120写地址：按某两位数字后，在按#字键，如：要写18号地址，请按1，再按8后按#字键，该地址闪烁两次归零，表示为写地址成功。
读地址：按*号键显示EE标志后，再按#字键，及读出本探测器地址。
增量式旋转编码器工作原理增量式旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系，得到其角度码盘角度位移量增加（正方向）或减少（负方向）。
在接合数字电路特别是plc后，增量式旋转编码器在角度测量和角速度测量较绝对式旋转编码器更具有廉价和简易的优势。
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。
增量式旋转编码器的内部工作原理（附图）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。
A,B两点对应两个光敏接受管，A,B两点间距为 S2 ,角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。
当角度码盘以某个速度匀速转动时，那么可知输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值相同，同理角度码盘以其他的速度匀速转动时，输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。
如果角度码盘做变速运动，把它看成为多个运动周期（在下面定义）的组合，那么每个运动周期中输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。
《旋转编码器培训》PPT课件
一、产品定义 二、工作原理 三、系统方框图 四、产品分类 五、信号输出方式 六、产品选型 七、产品选型注意事项 八、适用范围 九、同类产品市场分化 十﹑专业术语解读
一﹑产品定义
定义：旋转编码器是一种采用光电或磁电方法将轴的机械 转角转换成数字或模拟电信号输出的传感器件。
按照信号读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种 ①接触式采用电刷输出，电刷接触导电区或绝缘区来表示 代码的状态是“１”还是“０”。 ②非接触式的接收敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用 光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“１” 还是“０”。
十、专业术语解读（1）
●分解能（Resolution)： 分解能表示旋转编码器的主轴旋转一周，读出位置数据的 最大等分数。分解能也叫检测精度，分辨率等。分解能是 编码器最重要的参数。
3 .根据工作方式分为：
●旋转型rotary ●直线型linear
四﹑产品分类（2）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（增量型与绝对值型区别）
1、增量型编码器 编码器轴每转过一个单位，编码器就输出一个脉冲，故称之为 增量式，英文叫做Increamental。
优点： 原理构造简单，机械平均寿命在几万小时以上，抗干扰 能力强，可靠性高，适合于长距离传输
三﹑系统方框图（1）
光电或 磁电转换
比较器或 编码器
输出电路
三﹑系统方框图（2）
码盘
V
Z
光 源
B
A
运 放
输出电路
四﹑产品分类（1）
1 .根据检测原理分为：
●光电式optical ●磁电式magnetic ●电容式capacitance
2.根据其刻度方法及信号输出形式分为：
旋转编码器工作原理 __编码器
旋转编码器工作原理 __编码器引言概述：旋转编码器是一种常用的传感器，用于测量物体的旋转角度和位置。
它通过将旋转运动转化为电信号来实现测量，并在许多领域中得到广泛应用。
本文将详细介绍旋转编码器的工作原理，包括编码器的基本原理、编码器的类型、编码器的工作方式以及编码器的应用领域。
一、编码器的基本原理1.1 光电编码器光电编码器是一种常见的编码器类型，它利用光电传感器和光栅盘来测量旋转运动。
光栅盘上有许多等距的透明和不透明条纹，当光电传感器接收到透明和不透明条纹时，会产生相应的电信号。
通过计算电信号的脉冲数，可以确定旋转角度和位置。
1.2 磁性编码器磁性编码器是另一种常用的编码器类型，它利用磁性传感器和磁性标记来测量旋转运动。
磁性标记通常是在旋转轴上安装的磁性材料，当磁性传感器接近磁性标记时，会产生相应的电信号。
通过检测电信号的变化，可以确定旋转角度和位置。
1.3 其他编码器类型除了光电编码器和磁性编码器，还有许多其他类型的编码器，如电容编码器、压电编码器等。
这些编码器利用不同的原理来实现旋转角度和位置的测量，适合于不同的应用场景。
二、编码器的工作方式2.1 绝对编码器绝对编码器可以直接测量物体的旋转角度和位置，无需参考点。
它们通常具有多个输出通道，每一个通道对应一种旋转角度或者位置。
通过读取每一个通道的状态，可以准确确定物体的旋转位置。
2.2 增量编码器增量编码器只能测量物体的相对旋转角度和位置，需要参考点进行校准。
它们通常具有两个输出通道，一个用于测量旋转方向，另一个用于测量旋转量。
通过读取这两个通道的状态，可以确定物体的相对旋转角度和位置。
2.3 绝对增量编码器绝对增量编码器结合了绝对编码器和增量编码器的优点。
它们能够直接测量物体的旋转角度和位置，并且具有增量编码器的相对测量功能。
这种编码器通常具有多个输出通道，既可以直接读取绝对位置，又可以读取相对旋转量。
三、编码器的应用领域3.1 机械工程旋转编码器在机械工程中广泛应用，用于测量机械设备的旋转角度和位置，如机床、机器人等。
旋转编码器(音量旋钮)原理、AD接键原理..培训课件
以下为编码器顺时针和逆时针旋转输出的波形图：
4.编码器在使用时需注意的事项 （1）选用编码器时要注意以下几点： 编码器的空间大小、柄长、切槽深度、总高度、封装类型等 （2）增量型旋转编码器有分辨率的差异，使用每圈产生的脉冲数来计量，数目从 6到5400或更高，脉冲数越多，分辨率越高；这是选型的重要依据之一。
AD按键，MCU通过先采集好AD数据，并对采集到的 每一个电压赋予其功能，然后存储在程序当中，MCU 通过不断的扫描，一识别到AD数据，通过与保存的数 据做对比，就能轻易的识别出被按下的按键。
MCU有时在识别按键会出现两个按键的功能一样，但两 个按键的电压不一样，出现这种情况，大多是因为这两个按 键的电压相差的太近了造成的，比如方控，MCU可通过选择 不同的上拉或更改其电压的采集范围来避免此问题。我们目 前使用的3.3V的MCU一般是识别某个电压的+/-150mv范围内 为有效，5V的MCU则是在+/-200mv以内，针对没有可选上拉 的AD电路，我们在设计AD按键时，3.3V的MCU每个按键之 间的电压必须大或等于300mv，5V的MCU每个按键之间的电 压需大或等于400mv，否则可能会造成串键的现象。
3.软件处理的逻辑通过编码器输出波形图可知每个运动周期 的时序
顺时针运动 逆时针运动
AB
AB
11
11
01
10
00
00
10
01
（1）MCU通过判断A,B输出的两个状态，就可以轻易的得出角度码盘的运动 方向。
（2）当编码器按下时，编码器上的KEY脚为低电平（常态为高电平）， MCU判断其管脚被拉低来做出它相应的动作。 （3）我司大屏机的编码器硬件上A、B两端口是接在一起，分别串了10K和 20K电阻，MCU通过识别其不同的电压值变化还判断编码器旋转的方向。
旋转编码器工作原理
旋转编码器工作原理增量式旋转编码器工作原理增量式旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系，得到其角度码盘角度位移量增加（正方向）或减少（负方向）。
在接合数字电路特别是单片机后，增量式旋转编码器在角度测量和角速度测量较绝对式旋转编码器更具有廉价和简易的优势。
下面对增量式旋转编码器的内部工作原理（附图）A,B两点对应两个光敏接受管，A,B两点间距为 S2 ,角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。
当角度码盘以某个速度匀速转动时，那么可知输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值相同，同理角度码盘以其他的速度匀速转动时，输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。
如果角度码盘做变速运动，把它看成为多个运动周期（在下面定义）的组合，那么每个运动周期中输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。
通过输出波形图可知每个运动周期的时序为A B1 1 0 10 01 0 A B1 1 1 0 0 0 0 1我们把当前的A,B输出值保存起来，与下一个A,B输出值做比较，就可以轻易的得出角度码盘的运动方向，如果光栅格S0等于S1时，也就是S0和S1弧度夹角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2，除以所消毫的时间，就得到此次角度码盘运动位移角速度。
S0等于S1时，且S2等于S0的1/2时，1/4个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度，如果S0不等于S1，S2不等于S0的1/2，那么要1个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。
旋转编码器只有增量型和绝对值型两种吗?这两种旋转编码器如何区分?工作原理有何不同?只有增量型和绝对型增量型只是测角位移(间接为角速度)增量,以前一时刻为基点.而绝对型测从开始工作后角位移量.增量型测小角度准,大角度有累积误差绝对型测小角度相对不准,但大角度无累积误差旋转编码器是用来测量转速的装置。
旋转编码器工作方式图解
旋转编码器旋转编码器是由光栅盘（又叫分度码盘）和光电检测装置（又叫接收器）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。
由于光栅盘与电机同轴，电机旋转时，光栅盘与电机同速旋转，发光二极管垂直照射光栅盘，把光栅盘图像投射到由光敏元件构成的光电检测装置（接收器）上，光栅盘转动所产生的光变化经转换后以相应的脉冲信号的变化输出。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料等。
玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高。
金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性也比玻璃的差一个数量级。
塑料码盘成本低廉，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
编码器以信号原理来分，有增量式编码器（SPC）和绝对式编码器（APC），顾名思义，绝对式编码器可以记录编码器在一个绝对坐标系上的位置，而增量式编码器可以输出编码器从预定义的起始位置发生的增量变化。
增量式编码器需要使用额外的电子设备（通常是PLC、计数器或变频器）以进行脉冲计数，并将脉冲数据转换为速度或运动数据，而绝对式编码器可产生能够识别绝对位置的数字信号。
综上所述，增量式编码器通常更适用于低性能的简单应用，而绝对式编码器则是更为复杂的关键应用的最佳选择--这些应用具有更高的速度和位置控制要求。
输出类型取决于具体应用。
一：增量式旋转编码器工作原理增量式旋转编码器通过两个光敏接收管来转化角度码盘的时序和相位关系，得到角度码盘角度位移量的增加（正方向）或减少（负方向）。
增量式旋转编码器的工作原理如下图所示。
图中A、B两点的间距为S2，分别对应两个光敏接收管，角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。
当角度码盘匀速转动时，可知输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值相同，同理，当角度码盘变速转动时，输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。
通过输出波形图可知每个运动周期的时序为：我们把当前的A、B输出值保存起来，与下一个到来的A、B输出值做比较，就可以得出角度码盘转动的方向，如果光栅格S0等于S1时，也就是S0和S1弧度夹角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2，再除以所用的时间，就得到此次角度码盘运动的角速度。
增量式旋转编码器工作原理和时序图
增量式旋转编码器工作原理、在PLG单片机中应用时序增量式旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系，得到其角度码盘角度位移量增加（正方向）或减少（负方向）。
在接合数字电路特别是单片机后，增量式旋转编码器在角度测量和角速度测量较绝对式旋转编码器更具有廉价和简易的优势。
下面对增量式旋转编码器的内部工作原理（附图）A,B两点对应两个光敏接受管，A,B两点间距为S2 ,角度码盘的光栅间距分别为SO 和S1。
当角度码盘以某个速度匀速转动时，那么可知输出波形图中的SO: S1：S2比值与实际图的SO: S1：S2比值相同，同理角度码盘以其他的速度匀速转动时，输出波形图中的SO: S1：S2比值与实际图的SO: S1：S2比值仍相同。
如果角度码盘做变速运动，把它看成为多个运动周期（在下面定义）的组合，那么每个运动周期中输出波形图中的SO: S1：S2比值与实际图的SO: S1：S2比值仍相同。
通过输出波形图可知每个运动周期的时序为我们把当前的A,B输出值保存起来，与下一个A,B输出值做比较，就可以轻易的得出角度码盘的运动方向，如果光栅格SO等于S1时，也就是SO和S1弧度夹角相同，且S2等于SO的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为SO弧度夹角的1/2，除以所消毫的时间，就得到此次角度码盘运动位移角速度。
SO等于S1时，且S2等于SO的1/2时，1/4个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度，如果SO不等于S1，S2不等于SO的1/2，那么要1个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。
我们常用的鼠标也是这个原理哦根据检测原理，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。
1.1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。
3.3.2旋转编码器解析
图3-10 编码器的安装方式 a)内装式 b)外装式 1-伺服电动机 2-编码器 由于增量式光电编码器每转过一个分辨角就发出一个脉冲信号，因此，根据脉冲的数量、 传动比及滚珠丝杠螺距即可得出移动部件的直线位移量。如某带光电编码器的 伺服电动机与滚珠丝杠直 联(传动比1：1)，光电编码器1024脉冲／r，丝杠螺距8mm，
由倍频前的0.004mm提高到0.001mm。 此外，在光电码盘的里圈里还有一条透光条纹C，用以每转产生一个脉冲， 该脉冲信号又 称一转信号或零标志脉冲，作为测量基准。 同样，该脉冲也以差动形式C、Ć输出。
2．绝对式旋转编码器
绝对式旋转编码器可直接将被测角用数字代码表示出来，且每一个角度位置均有对应的
相对变化，若电刷接触的是导电区域，则经电刷、码盘、电阻和电源形成回路，该回路
中的电阻上有电流流过，为“1”，反之，若电刷接触的是绝缘区域，则不能形成回路，
电阻上无电流流过，为“0”。由此可根据电刷的位置得到由“1”、“0”组成的4位二进制码 通过图3-8b可看出电刷位置与输出代码的对应关系。码道的圈数就是二进制的位数，且 高位在内，低位在外。由此可以推断出，若是n位二进制码盘，就有n圈码道，且圆周均 分2n等分，即共有2n个数据来分别表示其不同位置，所能分辨的角度为：
在数控系统伺服中断时间内计脉冲数 1024脉冲，则在该时间段里，工作台移动的距离
为1／1024r／脉冲ⅹ8mm／rⅹl024脉冲＝8mm。
《编码器的原理》PPT课件
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十进制与格雷码的参照
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绝对值编码器的输出形式
▪ 1 并行输出模式
多少位（码道）绝对值编码器就有多少根 信号电缆，每根电缆代表一位数据，以电缆 输出电平的高低代表1或0，物理器件与增量 值编码器相似 ，有集电极开路PNP,NPN型, 差分驱动,推挽式，差分高电平有效或低电平 有效来针对PNP或NPN的物理器件格式 ,并 行输出一般已格雷码形式输出,又称格雷码编 码器
Connect the shield to the PG fitting of the encoder 编码器用屏蔽的PG接口连接
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旋转编码器内部构造图
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谢谢!
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增量式编码器特点
▪ 编码器每转动一个预先设定的角度将输出 一个脉冲信号，通过统计脉冲信号的数量 来计算旋转的角度，因此编码器输出的位 置数据是相对的
▪ 由于采用固定脉冲信号，因此旋转角度的 起始位可以任意设定
▪ 由于采用相对编码，因此掉电后旋转角度 数据会丢失需要重新复位
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8
增量式编码器的输出示意图
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9
增量式编码器的连接原理
1 单相连接
用与单方向计数,单向测速
2 A B两相连接,用于正反向计数，用于判断正反方
3
向和测速
3 A B C 三相连接用于带参考位修正的判断测速
4 A -A B -B C -C连接，由于带有对称的负信
5
号连接电流对电缆的磁场贡献为零，衰减最小，
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绝对值编码器的输出形式
倍加福旋转编码器演示
三通道
A B
两个独立的光电耦合器可以产生 2个相位差为90度的脉冲A和B 第三通道在扫描码盘的第二圈
C
July , 2008
Han Dong
技术规范– 差分输出
差分输出：消除干扰
信号 反相信号
干扰
July , 2008
Han Dong
技术规范 – 输出
推挽
RS 422, 线驱动
July , 2008
July , 2008
Han Dong
绝对值编码器
绝对值编码器
单圈
多圈
串行输出
并行输出
总线连接
轴套
实心轴
半空轴
July , 2008
Han Dong
绝对值编码器 – 单圈
特点:
– 只有单圈位置被编码 – 每圈最大为65536步, or 16 bits – 超过一圈以后，输出码将重新开始。
没有电源的时候的位置改变同样能够被检测 L不能分辨已经转了多少圈 July , 2008 Han Dong
Han Dong
绝对值编码器
单圈 • 仅仅单圈位置被编码。 • 超过一圈以后，输出码将重新开始。 • 每圈最大为65536步, or 16 bits 没有电源的时候的位置改变同样能够被检测。 L 不能分辨已经转了多少圈 多圈 • 在单圈编码器的基础上，附加了齿轮 设备 通过齿轮，我们可以测量旋转的圈数. 最大可以测量16384 圈(14 bits)
Series 14 实心轴增量编码器 精度: 最大到 5000 PPR 轴直径: 12 mm 防护等级 II 2 GD T80°C IP66 EEx d IIC T6 (ZELM 02 ATEX 0078) 由于防暴外壳的使用，编码器可 以直接使用在爆炸环境。
干货如何使用数字旋转编码开关
干货如何使用数字旋转编码开关数字旋转编码器在现在的工控领域运用广泛，跑步机的旋钮，控制器的旋钮，音响的音量控制旋钮，都是数字旋转编码器的典型应用。
看一个数字旋转编码器的视频，加深一下理解。
5脚的数字旋转编码器：图 1 旋转编码器的实物图具有左转,右转,按下三个功能。
4、5脚是中间按下去的开关接线 1 2 3脚一般是中间2脚接地，1、3脚上拉电阻后，当左转、右转旋纽时，在1、3脚就有脉冲信号输出了。
着这是标准资料：图2 旋转编码器的结构图在单片机编程时，左转和右转的判别是难点,用示波器观察这种开关左转和右转时两个输出脚的信号有个相位差，见下图：图3 旋转编码器在旋转的时候的输出波形由此可见,如果输出1为高电平时,输出2出现一个高电平,这时开关就是向顺时针旋转; 当输出1 为高电平,输出2出现一个低电平,这时就一定是逆时针方向旋转。
所以,在单片机编程时只需要判断当输出1为高电平时,输出2当时的状态就可以判断出是左旋转或是右旋转了。
还有另外一种3脚的，除了不带按钮开关外，和上面是一样的使用。
图4 三个脚的旋转编码器1.参考程序：2.#include "reg51.h"3.#define uint unsigned int4.#define uchar unsigned char5.sbit Rotation_Key_A = P1_1; //定义旋转编码器的方向判断A 口6.sbit Rotation_Key_B = P1_2; //定义旋转编码器的方向判断B 口7.uint CodingsWitchPolling()//8.{9.static uchar A_Last_State,B_Last_State; //定义了两个变量用来储蓄上一次调用此方法是编码开关两引脚的电平10.static uchar High_Last_State;//定义了一个变量用来储蓄以前是否出现了两个引脚都为高电平的状态11.uint tmp = 0;12.if(Rotation_Key_A&&Rotation_Key_B)13.High_Last_State = 1; //14.if(High_Last_State) //如果High_Last_State为1执行下面的步骤15.{16.if(Rotation_Key_A==0&&Rotation_Key_B==0) //如果当前编码开关的两个引脚都为底电平执行下面的步骤17.{18.if(B_Last_State) //为高说明编码开关在向加大的方向转19.{20.High_Last_State = 0;21.tmp++; //22.}23.if(A_Last_State) //为高说明编码开关在向减小的方向转24.{25.High_Last_State = 0;26.tmp--; //设返回值27.}28.}29.}30.A_Last_State = Rotation_Key_A; //储存A口的当前状态31.B_Last_State = Rotation_Key_B; //储存B口的当前状态32.return tmp; //33.}34.//编码器计数程序35.void encoder_cnt(void)36.{37.uchar Reade_Io_Data;38.Reade_Io_Data = PIND; //取端口D管脚信号39.Reade_Clr_Signal = (Reade_Io_Data & 0x08); //读取编码器清零信号40.if(Reade_Clr_Signal != false) //有编码器清零信号42.couch_num = 0; //水平床码清零43.}44.else45.{46.if(encoder_cnt_en == false) //编码器计数模块没有启动47.{48.pr_couch_ba = Reade_Io_Data & 0x03; //取编码器A、B 相电平信号49.}50.else51.{52.couch_ba = Reade_Io_Data & 0x03; //取编码器A、B相电平信号53.if(pr_couch_ba == 0x00)54.{55.if(couch_ba == 0x01)56.{57.couch_num++; //水平床码加158.}59.else if(couch_ba == 0x10)60.{61.couch_num--; //水平床码减162.}63.}64.else if(pr_couch_ba == 0x01)65.{66.if(couch_ba == 0x11)67.{68.couch_num++; //水平床码加170.else if(couch_ba == 0x00)71.{72.couch_num--; //水平床码减173.}74.}75.else if(pr_couch_ba == 0x10)76.{77.if(couch_ba == 0x00)78.{79.couch_num++; //水平床码加180.}81.else if(couch_ba == 0x11)82.{83.couch_num--; //水平床码减184.}85.}86.else if(pr_couch_ba == 0x11)87.{88.if(couch_ba == 0x10)89.{90.couch_num++; //水平床码加191.}92.else if(couch_ba == 0x01)93.{94.couch_num--; //水平床码减195.}96.}97.}98.pr_couch_ba = couch_ba;100.}101.编码器及其计数模块原理102.旋转编码器的检测程序(基于51单片机)103.//旋转编码器检测程序，Ａ／Ｂ信号分别接在了ＩＮＴ０和ＩＮＴ１上104.//2005年3月27用ＫＥＩＬ编译、硬件测试通过105.//注意：编码器的信号，程序未做消抖处理。
一文读懂旋转编码器
一文读懂旋转编码器在城市中，电梯是一种十分常见、并且与人们日常生活密不可分的传送设备。
不过，绝大多数人在乘坐电梯时，可能很少考虑到它在面对很多人同时需求时，如何准确地把不同楼层的人分送到各自所要求的目的地的。
这背后，旋转编码器就发挥了重要的作用：在电梯运行过程中，通过旋转编码器检测、软件实时计算以下信号——电梯所在层楼位置、换速点位置、平层点位置，从而进行楼层计数、发出换速信号和平层信号。
旋转编码器的概念相信很多人对“编码器”这个词还比较陌生，那么它到底面目如何？是怎样在幕后默默无闻地为我们的生活和生产发挥着巨大的作的呢？编码器是一种用于运动控制的传感器。
它利用光电、电磁、电容或电感等感应原理，检测物体的机械位置及其变化，并将此信息转换为电信号后输出，作为运动控制的反馈，传递给各种运动控制装置。
旋转编码器属于编码器中较为特殊的一种，它通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出，用来测量转速并配合PWM技术可以实现快速调速，是工业中常用的电机定位设备，可以精确的测试电机的角位移和旋转位置。
旋转编码器的优点1、信息化：除了定位，控制室还可知道其具体位置。
2、柔性化：定位可以在控制室柔性调整。
3、现场安装的方便和安全。
4、长寿：拳头大小的一个旋转编码器，可以测量从几个μ到几十几百米的距离，n个工位，只要解决一个旋转编码器的安全安装问题，可以避免诸多接近开关、光电开关在现场机械安装麻烦，容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。
由于是光电码盘，无机械损耗，只要安装位置准确，其使用寿命往往很长。
5、多功能化：除了定位，还可以远传当前位置，换算运动速度，对于变频器，步进电机等的应用尤为重要。
6、经济化：对于多个控制工位，只需一个旋转编码器的成本，以及更主要的安装、维护、损耗成本降低，使用寿命增长，其经济化逐渐突显出来。
综上所述优点，旋转编码器在电梯、机床、电机配套等领域占有非常重要的地位，并越来越广泛地被应用于各种工控场合。
编码器图解
编码器图解（1）1、认识编码器（编码器在机器人控制中的应用）2、编码器的测量对象3、编码器测量直线位移的方式（1）编码器装在丝杠末端通过测量滚珠丝杠的角位移，间接获得工作台的直线位移x，构成位置半闭环伺服系统。
（2）丝杠螺距设:螺距t=4mm，丝杠在4s时间里转动了10圈，求:丝杠的平均转速n(r/min)及螺母移动了多少毫米？螺母移动的平均速度v又为多少？（3）编码器和伺服电动机同轴安装（4）编码器和伺服电动机同轴安装（5）编码器和伺服电动机同轴安装（6）编码器两种安装方式比较编码器装在丝杠末端与前端（和伺服电动机同轴）在位置控制精度上有什么区别？4、绝对式测量（ABS）（1）信号性质输出n位二进制编码，每一个编码对应唯一的角度。
（2）接触式绝对码盘（3）绝对式光电码盘5 增量式测量（INC）（1）信号性质（2）增量式光电编码器的结构（3）辨向光敏元件所产生的信号A、B彼此相差 90°相位，用于辨向。
当码盘正转时，A信号超前B信号0°；当码盘反转时，B信号超前A信号90°。
（4）辨向信号（5）倍频（细分）在现有编码器的条件下，通过细分技术能提高编码器的分辨力。
细分前，编码器的分辨力只有一个分辨角的大小。
采用4细分技术后，计数脉冲的频率提高了4倍，相当于将原编码器的分辨力提高了3倍，测量分辨角是原来的1/4，提高了测量精度。
（6）零标志（一转脉冲）在码盘里圈，还有一条狭缝C，每转能产生一个脉冲，该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲，作为测量的起始基准。
（7）零标志在回参考点中的作用（8）回参考点减速开关（9）回参考点示意图6、编码器在数字测速中的应用（1）模拟测速和数字测速的比较有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，在5s时间内测得65536个脉冲，则转速（r/min)为：n = 60 × 65536 /（1024 × 5）=768 r/min编码器每转产生N 个脉冲，在T 时间段内有 m1 个脉冲产生，则转速（r/min)为:n = 60m1 /（NT）有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，测得两个相邻脉冲之间的脉冲数为3000，时钟频率fc 为1MHz ，则转速（r/min)为：n = 60fc /（Nm2 ）=60×106/（1024×3000）=19.53 r/min编码器每转产生N 个脉冲，用已知频率fc作为时钟，填充到编码器输出的两个相邻脉冲之间的脉冲数为m2，则转速(r/min)为：n = 60fc / （Nm2）7、编码器在主轴控制中的应用阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。
编码器原理结构图
光电编码器原理结构图增量式光电旋转编码器所谓编码器即是将某种物理量转换为数字格式的装置。
运动控制系统中的编码器的作用是将位置和角度等参数转换为数字量。
可采用电接触、磁效应、电容效应和光电转换等机理，形成各种类型的编码器。
运动控制系统中最常见的编码器是光电编码器。
光电编码器根据其用途的不同分为旋转光电编码器和直线光电编码器，分别用于测量旋转角度和直线尺寸。
光电编码器的关键部件是光电编码装置，在旋转光电编码器中是圆形的码盘(codewheel或codedisk)，而在直线光电编码器中则是直尺形的码尺(codestrip)。
码盘和码尺根据用途和成本的需要，可由金属、玻璃和聚合物等材料制作，其原理都是在运动过程中产生代表运动位置的数字化的光学信号。
图12.1可用于说明透射式旋转光电编码器的原理。
在与被测轴同心的码盘上刻制了按一定编码规则形成的遮光和透光部分的组合。
在码环的一边是发光二极管或白炽灯光源，另一边则是接收光线的光电器件。
码盘随着被测轴的转动使得透过码盘的光束产生间断，通过光电器件的接收和电子线路的处理，产生特定电信号的输出，再经过数字处理可计算出位置和速度信息。
上面所说的是透射式光电编码器的原理。
显然利用光反射原理也可制作光电编码器。
增量编码器的码盘如图12.2所示。
在现代高分辨率码盘上，透光和遮光部分都是很细的窄缝和线条，因此也被称为圆光栅。
相邻的窄缝之间的夹角称为栅距角，透光窄缝和遮光部分大约各占栅距角的1/2。
码盘的分辨率以每转计数(CPR-counts per revolution)表示，亦即码盘旋转一周在光电检测部分可产生的脉冲数。
例如某码盘的CPR为2048，则可以分辨的角度为10，311.8”。
在码盘上，往往还另外安排一个（或一组）特殊的窄缝，用于产生定位(index)或零位(zero)信号。
测量装置或运动控制系统可利用这个信号产生回零或复位操作。
从原理分析，光电器件输出的电信号应该是三角波。
3.3.2旋转编码器
图3-13所示为一卧式加工中心机床参考点相对机床工作台中心位置的示意图， 图3-14所示为回参考点的一种实现方式。
图3-14 回参考点方式 a)挡块位置 b)回参考点控制 1-左限位挡块及行程开关 2-工作台 3-减速挡块及 行程开关 4-右限位挡块及行程开关 5-编码器 6-伺服电动机
图3-13 卧式加工中心参考点
测量代码，因此这种测量方式即使断电也能读出被测轴的角度位置，即具有断电记忆功能。 （1）接触式码盘 图3-8a所示为接触式码盘示意图。
a)结构简图 b)4位二进制码盘 c)4位格雷码盘
图3-8b为4位二进制码盘。它在一个不导电基体上做成许多金属区使其导电，其中涂黑 部分为导电区，用“1”表示；其它部分为绝缘区，用“0”表示。这样，在每一个径向上， 都有由“1”、“0”组成的二进制代码。最里一圈是公用的，它和各码道所有导电部分连在 一起，经电刷和电阻接电源正极。除公用圈以外，4位二进制码盘的四圈码道上也都 装有电刷，电刷经电阻接地，电刷布置如图3-8a所示。由于码盘是与被测转轴连在 一起的，而电刷位置是固定的，当码盘随被测轴一起转动时，电刷和码盘的位置发生
式中ν是切削线速度；D为工件的切削直径，随刀具进给不断变化；n为主轴转速； D由坐标轴的位移检测装置，如光电编码器检测获得。上述数据经软件处理后 即得主轴转速n，转换成速度控制信号后至主轴驱动装置。 3）主轴定向准停控制 准停实现的三种方式将在第四章中详细介绍。其中可采用编码器，如图3-12所示。 通过安装在主轴上的编码器，主轴定向位置可在0°～359.9°内任意设定。
实际应用的光电编码器的光栏板上有两组条纹A、Ā和B、B， 每组条纹的间隙与
光电码盘相同，而A组与B组的条纹彼此错开1/4节距，
两组条纹相对应的光电元件所产生的信号彼此相差90°相位，用于辨向。 当光电码盘正转时，A信号超前B信号90°，当光电码盘反转时，B信号超前A信 号90°，数控系统正是利用这一相位关系来判断方向的。
ec11旋转编码器的工作原理
ec11旋转编码器的工作原理宝子，今天咱们来唠唠EC11旋转编码器这个超有趣的小玩意儿的工作原理哈。
你看啊，EC11旋转编码器就像是一个小小的魔法轮盘。
它有个轴，这个轴可灵活啦，就像个调皮的小指头，你可以随意地转动它。
当你转动这个轴的时候呢，里面就像是有一群小精灵开始忙乎起来了。
这个编码器里面有一些电气结构哦。
简单来说呢，它有点像那种特别聪明的小机关。
它可以把你转动轴的动作转化成电信号。
你想啊，你转一下，它就知道“哦，主人转我啦，我得告诉电路点啥”。
这就像是你跟它之间有个小秘密语言一样。
它内部有像小梳子一样的结构，不过这梳子可不是用来梳头的哈。
这些小梳子互相交叉，当轴转动的时候，就会改变它们之间的接触状态。
就好比是一群小伙伴手拉手，然后有人动了一下，拉手的方式就变了。
这种接触状态的改变就会让电流的通路发生变化。
电流就像一群小蚂蚁，本来走的好好的路，突然因为这些小梳子的变化，就得换条道走啦。
而且哦，EC11旋转编码器还能知道你是顺时针转还是逆时针转呢。
这就更神奇啦，就好像它有个小脑袋在里面思考“嗯，这个方向是往左走，那个方向是往右走”。
它是怎么做到的呢？其实就是通过那些复杂又巧妙的电路设计啦。
当你顺时针转动的时候，它产生的电信号和逆时针转动的时候是不一样的。
这就像是它给你的转动方向做了个特殊的标记，这样电路就能根据这个标记知道是要增加数值还是减少数值啦。
再说说它的脉冲输出。
这个脉冲就像是小编码器在给电路发送的小暗号。
每转一定的角度，它就会发出一个脉冲。
就好像是在说“滴答，我又转了这么多啦”。
电路呢，就可以根据这些脉冲的数量来计算出你到底转了多少角度。
这就好比是数小脚印一样，一个脉冲就是一个小脚印，数着数着就知道你走了多远啦。
还有哦，EC11旋转编码器在很多地方都超级有用呢。
比如说在音响上，你转动那个调节音量的小旋钮，很可能就是一个EC11旋转编码器在工作。
你轻轻一转，它就告诉音响是要把声音调大还是调小。
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旋转编码器
旋转编码器是由光栅盘（又叫分度码盘）和光电检测装置（又叫接收器）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。
由于光栅盘与电机同轴，电机旋转时，光栅盘与电机同速旋转，发光二极管垂直照射光栅盘，把光栅盘图像投射到由光敏元件构成的光电检测装置（接收器）上，光栅盘转动所产生的光变化经转换后以相应的脉冲信号的变化输出。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料等。
玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高。
金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性也比玻璃的差一个数量级。
塑料码盘成本低廉，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
编码器以信号原理来分，有增量式编码器（SPC）和绝对式编码器（APC），顾名思义，绝对式编码器可以记录编码器在一个绝对坐标系上的位置，而增量式编码器可以输出编码器从预定义的起始位置发生的增量变化。
增量式编码器需要使用额外的电子设备（通常是PLC、计数器或变频器）以进行脉冲计数，并将脉冲数据转换为速度或运动数据，而绝对式编码器可产生能够识别绝对位置的数字信号。
综上所述，增量式编码器通常更适用于低性能的简单应用，而绝对式编码器则是更为复杂的关键应用的最佳选择--这些应用具有更高的速度和位置控制要求。
输出类型取决于具体应用。
一：增量式旋转编码器工作原理
增量式旋转编码器通过两个光敏接收管来转化角度码盘的时序和相位关系，得到角度码盘角度位移量的增加（正方向）或减少（负方向）。
增量式旋转编码器的工作原理如下图所示。
图中A、B两点的间距为S2，分别对应两个光敏接收管，角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。
当角度码盘匀速转动时，可知输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值相同，同理，当角度码盘变速转动时，输出波形图中的S0：S1：S2比值与实际图的S0：S1：S2比值仍相同。
通过输出波形图可知每个运动周期的时序为：
我们把当前的A、B输出值保存起来，与下一个到来的A、B输出值做比较，就可以得出角度码盘转动的方向，
如果光栅格S0等于S1时，也就是S0和S1弧度夹角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2，再除以所用的时间，就得到此次角度码盘运动的角速度。
S0等于S1时，且S2等于S0的1/2时，1/4个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度，如果S0不等于S1，S2不等于S0的1/2，那么要1个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。
我们常用的鼠标的滚轮也是这个原理。
实际使用的增量式编码器输出三组方波脉冲A、B和Z（有的叫C相）相。
A、B两组脉冲相位差90º，可以判断出旋转方向和旋转速度。
而Z相脉冲又叫做零位脉冲（有时也叫索引脉冲），为每转一周输出一个脉冲，Z相脉冲代表零位参考位，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位，专门用于基准点定位，如下图所示。
增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉冲输出，其计数起点可以任意设定，可实现多圈无限累加和测量。
编码器轴转动一圈会输出固定的脉冲数，脉冲数由编码器码盘上面的光栅的线数所决定，编码器以每旋转360度提供多少通或暗的刻线称为分辨率，也称解析分度、或称作多少线，一般在每转5~10000线，当需要提高分辩率时，可利用 90 度相位差的 A、B 两路信号进行倍频或者更换高分辩率编码器。
增量型编码器精度取决于机械和电气的因素，这些因素有：光栅分度误差、光盘偏心、轴承偏心、电子读数装置引入的误差以及光学部分的不精确性，误差存在于任何编码器中。
编码器的信号输出有正弦波（电流或电压）、方波（TTL、HTL）等多种形式。
并且都可以用差分驱动方式，含有对称的A+/A-、B+/B-、Z+/Z-三相信号，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，信号稳定衰减最小，抗干扰最佳，可传输较远的距离，例如：对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。
对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。
用正弦或余弦信号分的增量编码器输出信号如下图所示：
用TTL 与 HTL 信号的增量编码器输出信号如下图所示：
罗克韦尔的MPL系列伺服电机编码器输出采用的是德国Sick STEGMANN的Hiperface协议，例如：AB MPL-B640F-MJ24AA伺服电机的编码器是Sick的SRM50-HFA0-K01增量式编码器，信号输出采用正弦波形式（SIN+/SIN-、COS+/COS-），而Z相变为Hiper数据通道（DATA+/DATA-）
编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。
单相联接，用于单方向计数，单方向测速。
A、B两相联接，用于计数和测速、判断正反向。
A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。
增量式编码器的优点是构造简单，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。
其缺点是大角度有累积误差，并且无法输出轴的绝对位置信息，比如断电后发生了人为转动，再上电后就无法得到它的绝对位置信息，因为它不会跟踪任何由编码器输出的增量变化，所以开机后要进行找零或参考位，必须进行返回初始位置操作。
二：绝对式旋转编码器工作原理
绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线……编排，这样，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2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。
其分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数（n-1）。
与增量式编码器不同，绝对式编码器不会输出脉冲，而是输出数字信号以指示编码器位置，并以此位置作为绝对坐标系中的静态参照点，因为由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，电源切除后位置信息也不会丢失，什么时候需要知道位置就什么时候去读取它的位置，重新启动后系统可立即恢复运动，无需返回初始位置。
消除了累计误差。
单圈绝对值编码器：以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。
如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器
多圈绝对值编码器：运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。
多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不用费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，从而大大简化了安装调试的难度。
三：应用中问题分析及改进措施
（一）应用中问题分析
1．发射装置或接受装置因机械震动等原因而引起的移位或偏移，导致接收装置不能可靠的接收到光信号，而不能产生电信号。
例如；光电编码器直接用螺栓固定在电机外壳上，光电编码器的轴通过较硬的弹簧片和电机转轴相连接，因电机所带负载是冲击性负载，会引起电机转轴和外壳的振动。
这样的振动速度会损坏光电编码器的内部功能，造成误发脉冲，从而导致控制系统不稳定或误动作。
2．光电检测装置安装在生产现场，受生产现场环境因素影响。
如安装部位温度高、湿度大，导致光电检测装置内部的电子元件特性改变或损坏。
例如光电检测装置安装的位置过于靠近高温物体而导致光电检测装置误发出信号或损坏，而引发生产或人身事故。
3．生产现场的各种电磁干扰源对光电检测装置产生的干扰，导致光电检测装置输出波形发生畸变失真，使系统误动或引发生产事故。
例如；光电检测装置安装在生产设备本体，其信号经电缆传输至控制系统的距离一般在20m～100m，传输电缆虽然一般都选用多芯屏蔽电缆，但由于电缆的导线电阻及线间电容的影响再加上和其他电缆同在一起敷设，极易受到各种电磁干扰的影响，因此引起波形失真，从而使反馈到调速系统的信号与实际值的偏差，而导致系统精度下降。
（二）改进措施
1．改变光电编码器的安装方式。
在电机的基础上制作一固定支架来独立安装光电编码器，光电编码器轴与电动机轴中心必须处于同一水平高度，两轴采用软橡胶或尼龙软管相连接，以减轻电动机冲击负载对光电编码器的机械冲击。
2．合理选择光电检测装置输出信号传输介质，采用双绞屏蔽电缆取代普通屏蔽电缆。
双绞屏蔽电缆具有两个重要的技术特性，一是对电缆受到的电磁干扰具有较强的防护能力，因为空间电磁场在线上产生的干扰电流可以互相抵消。
另一个技术特点是互绞后两线间距很小，两线对干扰线路的距离基本相等，两线对屏蔽网的分布电容也基本相同，这对抑制共模干扰效果更加明显。
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