光电编码器的工作原理和应用电路

合集下载

光电编码器原理及应用电路

光电编码器原理及应用电路

光电编码器原理及应用电路————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:光电编码器原理及应用电路1.光电编码器原理光电编码器,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90度的脉冲信号。

图1 光电编码器原理示意图根据检测原理,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90度的脉冲信号,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。

1.2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。

光电编码器原理及应用电路

光电编码器原理及应用电路

光电编码器原理及应用电路1、光电编码器原理光电编码譌就星一种通过光电转换将输出轴上得机械几何位移量转换成脉冲或数字■得传感器•这就蹇目 前应用最多得传感器,光电编码器就是由光栅盘与光电检测装迓组成•光栅盘就是在一走臺径得®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车专,经发光二 极■等电子元件组成得检测装迓检测输出若干脉冲信号,其原理示总S 如ffi 1所示;通过计算每秒光电编码 器输出脉冲得个数就能反映当前电动机得转速.此外为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差90度得脉 冲碍图1光电编码S 原理示S 图ffi 1光电缩码»原理示意® 根垢检测原理编码器可分为光学貳、磁式、感应式与电容式・根揣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« ■式编码器就是妣利用光电转换原理输出三组方波脉冲A 、B 与Z 相;A 、B 两组脉冲相位差90度得 脉冲信号忆相为每转一个脉冲,用于墓准点走位.它得优点就是原理构适简单,机械平均寿命可在几万小时 以上抗干扰能力强「可靠性画适合于长距离传输・其缺点就麻法输出轴转动得绝对位琶信息•1、2绝対式编码器绝对竊码器就是厦接输出数字■得传感器,在它得圆形码盘上沿径向有若干同心码匾每条通上由透光与不 透光得扇形区相间组成,相邻码iS 得扇区数目就墨双倍关嬴码盘上得码通数就就墨它得二进制数码得位埶 在码盘得一侧就是光鴻另TW 对应每Fis 有Tess 元件;当码盘处于不同位迓时各光敏元件根据受光照 与否转换岀相应得电平信号■形成二进制数・这种扁码器得持原就超不耍计数器,在转轴得任倉位迓都可读 岀一个a 走得与位迓相対应得数字码•显然「码通越多■分辨率就越画对于一个典有N 位二进制分辨率得竊 码器,其码盘必须有N 条码通・目前国内已有16位得绝对编码»产品•绝对式竊码器就是利用目然二进制或循环二逬制(葛莱码)方式进行光电转换^專・绝对式编码器与1»量式编 码器不同之处在于圆盘上透光.不透光得线条a 形,绝对編码器可有若干编码,根JB 读出码盘上得編码,检测 绝对位编码得设计可采用二iS 制码.循环码•二进制补码等•它得特原就是:1、2、1可以車接读出角度坐标得绝対值;1、2、2没有累积题1、2、3电源切除后位迓信息不会丢失.但就垂分辨率就是由二进制得位数来决走得,也就就墨说精度取决 于位K 启前育10位、14位等多种・1、3混合式绝对值媾码S混合式绝対值编码器,它输出两组信息:一组信息用于检测磁极位迓滞有绝对信息功能;另一组则完全同堆量JUUI丸溝迓饿©盘 先敏元作转轴式漏码器得输岀信息.光电编码器就迅一种角度(角速度)检测装迓^它将输入给轴得角度靈利用光电转换原理转换成相应得电脉 冲或数字■,興有体积小「精度衙,:n 乍可靠,接□数字化等优原・它广泛应用于数控机床.回转台、伺服传动、 机器人•胃达、军事目标测走等需要检测角度得装畳与设备中•2、光电编码器得应用电路2、1EPC. 755A 光电编码器得应用EPC ■ 755A 光电编码器興备ft 好彳雾使用性能,在角度测量、位移测■时抗干扰能力很弭井典材穂走可靠得 输出脉;中信号且该脉;中信号经计数后可得到被测量得数字信号.因此我们在研制汽车麗驶樓拟器时,対方 向盘旋转角度得测■选用EPC - 755A 光电编码器作为传恋器,其输出电路选用集电极开路聖输出分辨率选 用360个脉冲/圈考虑到汽车方向盘转动就罡双向得,既可顺时针旋$0也可逆时针旋辑需要对镰码器得输 岀信号鉴相后才能计数・S 2给出了光电網码》实际使用得鉴相与双向计数电路,鉴相电路用1个D 触发 器与2个与非门组成计数电路用3片74LS193组成•74151si当光电编码器顺时针旋转时,通運A 输岀波形超前通道B 输出波形90^D 赃发器输出Q (波形W1)为衙电 平Q (波形W2)为低电平上面与非门打开■计数 脉冲通过(波形W 为送至双向计数器74LS193得加脉冲输 入端CU.进行加法计数;此时下面与非门关闭,其输岀为商电平(波形W4).当光电竊码器逆时针旋转时通 )1 A 输出波形比通il B 输岀波形延迟90^D 赃发器输出Q (波形W1)为低电平,Q (波形W2)为蔺电平,上面 与非门关闭(翼输出为离电平(波形W3);此时下面与非门打开,计数脉冲通过(波形W4),送至双向计数器 74LS193得减脉冲输入揣CD,进行减法计数•汽车方向盘顺时针与逆时针旋转时,翼最大旋转角度均为两H 半■选用分辨率为360个脉冲/B 得網码譌M 最OUT-L OVT-B OVT-A JI t2 PO Pl tz P3 CUCD CL MR QOQIQ2Q3 TCV TCD 顺时针瞬逆时針删oirr-AOUT-BVI*2V3V4大输出脉冲数为900个;实际使用得计数电路用3片74LS193组成在系统上电初始化时洗对集进行复位(CLR信号h再将翼初值设为800H,即2048(10信号);如此,当方向盘顺时针旋转时,计数电路得输出范00 为2048〜2948,当方向盘逆时针旋转时计数电路得输出范围为2048〜1148;计数电路得数垢输出DO〜D11摩换处理电路.实际使用时.方向盘频繁地进行顺时针与逆时针转动,由于存在量化舷工作较长一段时间后方向盘回中时计数电路输出可能不就是204&而就是有几个字得偏差;为解决这一问观我们增加了一个方向盘回中检测电路,系统工作后,数碗理电路在欖拟器处于非操作状态时,系统检测回中检测电路,若方向盘处于回中状态両计数电路得数据输出不就是204&可対计数电路进行复位疋新设迓初值.2、2光电编码器在更力测量仪中得应用采用旋转式光电编码器,把它得转轴与■力测量仪中补偿旋钮轴相连・靂力测量仪中补悽旋tfl得角位移量转化为某种电信号量旋转式光电缩码器分两种,绝对编码器与墙量编码器.« ■编码SS就是以脉冲形式输出彳辱传感器,其码盘比绝对編码器码盘要简单得多且分辨率屋衙• 一般只需要三条码a这里得码連实际上已不典有绝対勰器码il得意义•而就是产生计数脉冲.它得码盘得^卜連与中间通有数目相同均匀分布得透光与不透光得扇形区(光棚“旦就是两通扇区相互错幵半个区•当码盘转动时芯得输出信号就遷相位差为90°得A相与B相脉冲借号以及只有一条透光狭缝得第三码通所产生得脉冲信号(它作为码盘得墓准匹给计数系统提供一个初始得零位信号)•从代B两个输出信号得相位关系(超前或^^后)可判断旋转得方向・由图3(3)可见,当码盘正转时,A iS脉冲波形比B連超前n/2,而反转时人il脉冲比B a滞后n/2. S 3(b)就是一实际电路,用A iKS形波彳專下沿J»发单穂态产生彳專正脉冲与B il整形波相■与;当码盘正转时只有正向口脉冲输出「反之只有逆向口脉冲输出・因此,增■網码»就是根垢输出脉冲源与脉冲计数来确走码盘得转动方向与相对角位移量.通當,若编码器育N个(码連)输岀信号■翼相位差为n/ N,可计数脉冲为2N倍光栅釵现在N=2.圏3电路得鉄点就是育时会产生淚记脉冲适成淚塑这种1•况出现在当某一運信号处于雋'或■低・电平状态両另一通信号正处于离■与低'之间得往返变化状态’此时码盘虽然未产生位移•但就是会产生单方向得输出脉冲.例如「码盘发生掛动或手动対准位迓时(下面可以瞧到,在更力仪测■时就会有这种情况)•顾T_n_m-mj~L_rL_r mwinnrrmf 正向脈冲逆向冲mwranrrnT 74LS14Ail 道」-计'74IS14碇道二一讣;(b)图3增量光电编码《基本液形和电路逹方修Y —>正方向nwmmnnr 逆向隸沖iwranm(£(b)S 4四倍计数方式的波形和电路S 4就是一个既能防止淚脉冲又删衙分辨率得四(豳细分电路・在这里採用了有记忆功能得D 型触发 器与时忡发生电路•由a 4可见,每一通育两个D 解发器串接,这样,在时钟脉冲得间隔中■两个Q 端(如对应 B74151751^^2.7两个如期得输入状态鬲两者相同,则表示时钟间隔中无变化;杏则『 可以根JB 两者关系判断岀它得变化方向『从而产生‘正向或反向'输出脉冲•当某運由于振动在橋;•低•间往 复变化时将交■产生'正向■与反向'脉冲,这在对两个计数SS 取代数与时就可消除它们得影响仟面仪器得 读数也将涉及这原).由此可见时钟发生器得频率应大于振动频率得可能最大僮.由a 4还可W 也在原一 个脉冲信号得朋内■得到了四个计数脉冲•例如,原每圈脉冲数为1000得镰码器可产生4倍频得脉冲数就 S 4000个■翼分辨率为0、09\实际上目前这类传感器产品畤光數元件输出信号得放大整形等电路与 传感检测元件封装在一fi •所以只宴力0±细分与计数电路就可以组成一个角位移测楚系统(74159就是 4・:L6译码»)•翼她资料: 編码器如以信号原理来分/»增量型網码》,绝対型镰码器.增亚编码器(旋转型)他道XTLT^f rLrmj WfiiS正向脉冲工作飓由一个中<>有轴得光电码盘,其上育环形通、as得刻线•育光电发射与接收器件读取,获得四组正弦波信号纟且合成A、B、G D每个正弦波相差90度扌目位差(相对于—Nfl波为360度)■将C、D信号反向总加在A、B两相上,可增强穂走信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位拳考位•由于A. B两相相差90度「可通过t匕较A相在前还就是B相在前「以判别編码器得正转与反转■通过零位脉沖, 可获得编码81得零位対位.編码器码盘得材料有玻璃、金厲、22料•玻璃码盘就是在玻踽上沉积很薄得刻线「翼热稳定性好,精度詣,金属码4接以通与不通刻线•不易碎,但由于金厲育 F 得厚慮精度就育限制,其热稳走性就要比玻璃得差一个数■级塑料码盘就軽济型得,其成本低,但精度、礙定性.寿命均要差一些.分辨率TR码器以每旋转360度提供多少得通或暗刻线称为分辨率,鲫解析分度.或购称多少线■一般在瞬专分度5~ 10000线・信号输出: 信号输出育正弦波(电流或电压)方波(TTL、HTL)■集电极开路(PNP. NPN),推拉式多种形式,翼中TTL为长线差分驱动(对称AA・;B,B・;ZZ・),HTL也称推拉式.推挽式输岀,編码器得信号接收设备接□应与镰码器对应・信号逵接T码器4尊脉冲信号F连接嵌81、PLC、计算机PLC与计算机连接得權块育/朗屋權块与商速權块之分幵关频率有低有码如单相联接用于单方向计数,单方向测速•A. B两相联接,用于正反向计数.判断正反向与测速•A. B、Z三相联接,用于带掺考位修正得位量测杜A. A・R B・Z Z•连接,由于带育对称负信号得连接,电流对于电缆贡献得电磁场为0,衰减最小,抗干扰銀隹可传输较远得距臥対于TTL得芾材对称负信号输出得竊码器,信号耐距禹可达150米・対于HTL得带育对称负信号输出得编码器,信号传输距离可达300米.增壘式骗码制尊问题:1»量型竊码器存在零点累计课墓抗干扰较差,接收设备得停机需断电记忆,开机应找零或势考位等问题,这些问题如选用绝对型编码器可以解决.1»量型编码器得F应用:测遶测转动方向,测移动角度.距离(相对)• 绝对型编码器(旋转型)绝对漪码器光码盘上育许多通光通通刻线,每通刻线依次以2线、4线• 8线、16线……编排,这样,在编码器得每一个位迓■通过渎取每通刻线得通、晴,获得一缜从2得零次方到2彳專n-1次方得唯一彳專2进制綢码(格■码)■这就称为n位绝对編码器•这样得编码SS就是由光电码盘彳硕械位迓决走得•它不受停电、干掀專影响・绝对编码器由机械位迓决走得每个位迓就是唯一得,它无需记忆,无耀找參考点,而且不用一直计数,什么时候需要知iliaa 什么时候就去读取它彳>{2«・这样旅码器砾干扰傩数揭得可靠廿:*:}M了.。

8线光电编码器电路的原理

8线光电编码器电路的原理

8线光电编码器电路的原理
光电编码器是一种将机械运动转换为数字信号输出的传感器。

8线光电编码器电路原理如下:
1.光电传感器:光电编码器利用光电传感器检测反射光信号。

光电传感器通常由一个发光二极管和一个接收光敏二极管组成。

发光二极管发射出红外光,当红外光照射到物体表面时,会被物体反射回来并被接收光敏二极管接收到。

根据接收到的光信号的变化,可以确定物体的运动方向和速度。

2.光电编码盘:光电编码盘是一种具有特定编码结构的透明圆盘。

编码盘上的透光窗口会根据运动方向的不同发出光信号。

光电传感器通过检测光电编码盘上的透光窗口,可以得到不同的光信号。

3.编码器电路:编码器电路负责将光电传感器接收到的光信号转换为数字信号输出。

编码器电路通常以二进制形式输出,即根据不同的光信号,输出不同的二进制编码。

对于8线光电编码器,它可以输出8位二进制编码,即有256种不同的状态。

4.信号处理:得到二进制编码后,可以通过信号处理电路对编码进行进一步处理。

例如,可以将二进制编码转换为脉冲信号,来表示物体的运动方向和速度。

总之,8线光电编码器电路通过光电传感器检测物体的反射光信号,并将其转换
为数字信号输出,可以用来测量和监测物体的运动。

编码器工作原理

编码器工作原理

编码器工作原理引言概述:编码器是一种用于将机械运动转换为数字信号的装置,广泛应用于各种自动化系统中。

它可以精确地测量物体的位置、速度和方向,从而实现精准控制和监测。

本文将介绍编码器的工作原理,以帮助读者更好地理解其在自动化系统中的作用。

一、光电编码器1.1 光电编码器的结构:光电编码器由光源、光栅、接收器和信号处理电路组成。

光源发出光束,经过光栅反射或透过后,被接收器接收并转换成电信号,信号处理电路将电信号转换成数字信号。

1.2 光电编码器的工作原理:当物体运动时,光栅会随之移动,使得光束的强度发生变化。

接收器接收到的光信号也会随之变化,通过信号处理电路将这些变化转换成数字信号,从而确定物体的位置和速度。

1.3 光电编码器的应用:光电编码器广泛应用于数控机床、机器人、印刷设备等自动化系统中,用于实现位置控制、速度控制和角度测量等功能。

二、磁编码器2.1 磁编码器的结构:磁编码器由磁性标记、磁传感器和信号处理电路组成。

磁性标记可以是永磁体或磁性条,磁传感器用于检测磁场的变化,信号处理电路将检测到的信号转换成数字信号。

2.2 磁编码器的工作原理:当物体运动时,磁性标记会随之移动,磁传感器检测到磁场的变化,并将其转换成电信号。

信号处理电路将电信号转换成数字信号,确定物体的位置和速度。

2.3 磁编码器的应用:磁编码器适用于高温、高速、腐蚀性环境下的自动化系统,如汽车发动机、风力发电机等,用于实现位置控制和速度控制。

三、绝对值编码器3.1 绝对值编码器的结构:绝对值编码器由多个独立的编码单元组成,每个编码单元对应一个位置码。

通过读取每个位置码的状态,可以确定物体的绝对位置。

3.2 绝对值编码器的工作原理:每个编码单元都有一个唯一的位置码,当物体运动时,读取每个位置码的状态,可以确定物体的绝对位置,无需重新归零。

3.3 绝对值编码器的应用:绝对值编码器广泛应用于需要高精度位置控制和无需重新归零的自动化系统中,如医疗设备、航空航天设备等。

高精度光电编码器的设计与应用研究

高精度光电编码器的设计与应用研究

高精度光电编码器的设计与应用研究光电编码器作为一种测量位置和角度的重要设备,在现代工业中得到了广泛的应用。

其主要原理是通过光电效应将物理量转化为电信号,再通过信号处理得到准确的位置或角度信息。

本文将探索高精度光电编码器的设计与应用,并研究该技术在工业领域的发展潜力。

第一节: 光电编码器的原理与分类光电编码器的原理基于光电效应,即光线照射到光电传感器上,产生电子与空穴对后,通过电路的处理,转化为电信号。

根据测量方式和应用需求的不同,光电编码器可以分为增量型和绝对型两种。

增量型光电编码器通过光电转换和信号处理,测量出物体运动的相对位移。

它适用于需要实时监测运动状态的场景,但无法恢复出绝对位置信息。

绝对型光电编码器能够准确确定物体的绝对位置或角度,无需初始化过程,并具有良好的抗干扰性。

它适用于需要准确定位和高精度控制的工业领域。

第二节: 高精度光电编码器的设计要点高精度光电编码器的设计要点关键在于提高信号的稳定性和精度。

以下是一些设计要点的概述:1. 光源和光电传感器的选择合适的光源和光电传感器选择对信号的稳定性至关重要。

光源应具有稳定的光强度和狭窄的光束角度,而光电传感器应具有高灵敏度和低噪声,以确保高质量的信号输出。

2. 信号的处理和解码算法设计高精度的光电编码器需要优化信号处理和解码算法。

有效的滤波和噪声抑制算法可以减小外界干扰对测量结果的影响,并提高信号的准确性和稳定性。

3. 机械结构的优化光电编码器的机械结构对其测量性能有重要影响。

减小机械误差和抗震动设计可以提高编码器的精度和稳定性。

此外,合适的安装方式和机械连接方式也对测量结果的准确性有重要影响。

第三节: 高精度光电编码器在工业领域的应用高精度光电编码器在工业领域有着广泛的应用。

以下是几个典型的应用案例:1. 机器人控制在工业机器人控制中,光电编码器用于测量机器人关节的角度和位置,实现对机器人运动的精确控制。

高精度的光电编码器可以提高机器人的定位精度和工作效率。

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]

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。

光电编码器的工作原理和应用电路

光电编码器的工作原理和应用电路

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。

编码器的工作原理介绍

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90°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。

电梯编码器知识

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。

光电编码器的工作原理

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广泛应用于测量和控制领域的设备,在自动化、机械、仪器仪表等领域起着至关重要的作用。

它通过光电原理实现对转动角度、位置和速度的测量,具有精确、稳定、高速的特点。

下面将详细介绍光电编码器的工作原理。

光电编码器的主要组成部分包括光源、刻度盘(或规模盘)、光电传感器和信号处理电路。

刻度盘上刻有一系列等距分布的透光孔,这些透光孔对应着不同的角度位置。

当刻度盘随着转轴的运动而转动时,光线从光源透过透光孔射到光电传感器上。

光电传感器是一个光敏元件,常采用光电二极管、光敏三极管、光敏电阻等。

当光线照射到光电传感器上时,光敏元件(例如光电二极管)将光信号转换为电信号,这样就能实现光信号到电信号的转换。

根据刻度盘上透光孔的数量和布局方式,光电编码器可分为增量式光电编码器和绝对式光电编码器两种。

增量式光电编码器通过检测刻度盘上透光孔的变化来测量转动角度或位置,它的工作原理可以分为两个步骤:1.角度测量:当刻度盘转动时,光线依次从各个透光孔射到光电传感器上,光电传感器输出的电信号经信号处理电路转化为相应的脉冲信号。

2.计数测量:通过对脉冲信号进行计数,可以得知刻度盘已经转动的角度。

计数器可以测量正向和反向旋转,并可以根据需要选择不同的分辨率,提供不同精度的测量结果。

绝对式光电编码器能够直接测量转轴的绝对位置,具有输出精度高、不受停电干扰的优点。

绝对式光电编码器的工作原理如下:1.角度测量:刻度盘上的透光孔布局构成了一个二进制编码,每个透光孔代表一个二进制位,通过不同的透光孔组合形成不同的编码。

2.信号读取:光电传感器读取刻度盘上每个透光孔的光信号,并将其转换为相应的电信号。

3.信号处理:经过信号处理电路的处理,将读取到的电信号转化成二进制代码,这个二进制代码代表着转轴的绝对位置。

4.位置输出:将转轴的绝对位置输出给使用者,通常以数字形式或模拟形式呈现。

无论是增量式光电编码器还是绝对式光电编码器,都可以通过适当的信号处理电路和计数器来提供相应的输出信号。

光电编码器的原理及应用

光电编码器的原理及应用

各输出形式的特点:
单通道连接:用于单方向计数,单方向测速。不适 用于变频器反转。
A,B通道连接:用于正反向计数,判断正反向和测速 。
A,B,Z通道连接:用于带参考位修正的位置测量。
A,A-,B,B-,Z,Z-连接: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,衰减较少,抗 干扰最佳,可传输较远的距离。
工作原理图
零位 外圈 内圈
பைடு நூலகம்
光电 转换
零位脉冲 A相脉冲 B相脉冲
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,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 ,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级;塑料 码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性 、寿命均要差一些。
对于多转绝对值旋转编码器
编码器生产厂家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,这样在安装时不必要费劲找零点, 将某一中间位置作为起始点 就可以了,而大大简化了安装调试难度。
• 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
注:旋转增量值编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来计算其 位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住 位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作 时,编码器输出脉冲过程中,也可能有干扰而丢失脉冲,不然, 计数设备计算并记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从 知道的,只有错误的结果出现后才能知道。 解决的方法是增加参考点,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。在参考点以前,但不能保证位置 的准确性的。在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方 法。

光电编码器原理及应用电路

光电编码器原理及应用电路

光电编码器原理及应用电路光电编码器是一种利用光电效应实现位置、速度等参数检测和测量的装置。

它由发光二极管(Light Emitting Diode, LED)、光敏二极管(Photodiode, PD)、编码盘和信号处理电路组成。

光电编码器在工业自动化、机械加工、传感器技术等领域有广泛应用。

光电编码器的原理是利用LED发出的光束照射在编码盘上,光束穿过编码盘上的透光窗口,然后被PD接收。

编码盘上的透光窗口根据具体应用可设计为封闭区域或开放环形区域。

当光束穿过透光窗口时,PD会产生电流。

根据编码盘上透光窗口的位置和数量,光电编码器可以测量位置、速度和方向。

1.LED驱动电路:用于驱动LED发出光束。

常见的驱动电路有恒流源驱动电路和恒压源驱动电路。

恒流源驱动电路通过驱动电流来保持LED亮度的恒定。

恒压源驱动电路通过输出恒定的电压来驱动LED。

2.PD放大电路:PD接收到的光信号较弱,需要经过放大电路进行放大,以产生可检测的电流信号。

放大电路可以采用放大器或运算放大器构成。

3. 编码盘检测电路:编码盘上的透光窗口需要经过检测电路进行处理。

检测电路主要包括光电二极管(Phototransistor)和比较器。

光电二极管将透光窗口的光信号转换为电流信号,而比较器则将电流信号转换为数字信号。

4.信号处理电路:信号处理电路主要用于将光电编码器的输出信号进行滤波、放大和数字化处理。

滤波电路可以去除噪声和干扰,放大电路可以增加信号幅度,而数字化处理电路可以将信号转换为数字信号,便于后续处理和使用。

光电编码器具有精度高、工作可靠、抗干扰能力强等优点,因此在工业自动化中得到广泛的应用。

它常被用于位置检测、速度测量、姿态测量等场合。

例如,在机床上,光电编码器被用于测量工件的位置和轴向移动的速度,实现精确的工件加工。

在机器人领域,光电编码器可以用于测量机器人的关节位置和运动速度,实现机器人的精确控制。

在传感器技术中,光电编码器可用于测量物体的旋转速度和方向,如测量风扇的转速和风向等。

光电编码器工作原理

光电编码器工作原理

光电编码器工作原理
光电编码器是一种常用的位置传感器,它通过光电原理实现对位置信息的检测
和测量。

光电编码器的工作原理主要包括光源、光栅、接收器和信号处理电路四个部分。

首先,光电编码器的工作原理是基于光电效应的。

光源发出光线,经过光栅的
光栅条或光栅孔,形成光斑,然后被接收器接收。

当光栅相对于光源或接收器发生位移时,光斑的位置也会发生变化,接收器会检测到这种变化,并将其转化为电信号。

其次,光电编码器的工作原理也与信号处理电路有关。

接收器接收到光斑的位
置变化后,会将其转化为脉冲信号。

这些脉冲信号经过信号处理电路进行处理,可以得到与位置、速度、加速度等相关的信息。

光电编码器的工作原理可以分为两种类型,绝对式和增量式。

绝对式光电编码
器通过光栅的不同编码方式,可以直接读取出物体的位置信息,无需进行回零操作。

而增量式光电编码器则需要进行回零操作,通过计算脉冲数量来确定物体的位置信息。

在实际应用中,光电编码器通常用于测量旋转物体的位置和速度,比如机械臂、电机、车辆等。

它具有测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点,因此在工业自动化领域得到了广泛的应用。

总的来说,光电编码器的工作原理是基于光电效应和信号处理电路的原理,通
过光源、光栅、接收器和信号处理电路四个部分共同完成对位置信息的检测和测量。

它在工业自动化领域有着重要的应用价值,为生产过程的控制和监测提供了重要的技术支持。

光电编码器的工作原理

光电编码器的工作原理

光电编码器的工作原理
光电编码器是一种利用光电元件和编码技术实现位置、速度等参数检测的装置。

它主要由光源、光敏元件、编码盘和信号处理电路组成。

光电编码器的工作原理是通过光源产生光线,经过光透镜聚焦后射向编码盘。

编码盘上通常有一圆形或线状的光栅结构,其由透明和不透明的区域交替排列。

当光线照射到光栅上时,透明区和不透明区会使光线产生不同的衍射效应。

光敏元件位于编码盘的另一侧,其通常是一种光电二极管或光电三极管。

当光线通过光敏元件时,根据光敏元件的特性会产生电流或电压信号。

这些信号会随着光栅的运动而改变,进而表征编码盘的位置或速度。

为了提高测量精度,光电编码器常采用两路光电传感器,即A 相和B相。

这两路光电传感器的信号相位差90度,通过检测
A相和B相的信号变化,可以精确测量编码盘的位置和方向。

此外,还可通过对A相和B相之间的脉冲信号进行计数,以
实现对位置、速度等参数的检测。

光电编码器的信号处理电路对光敏元件产生的电流或电压信号进行放大、滤波和数字化处理。

通过这些处理,可以得到高质量、准确的位置和速度信号,以满足实际应用中的需求。

总之,光电编码器的工作原理是利用光源照射光栅编码盘,光敏元件检测光线经过编码盘后的变化,并将其转化为电信号。

通过信号处理电路的处理,可以实现对位置、速度等参数的高精度检测。

《光电编码器》课件

《光电编码器》课件

应用案例二
工业自动化:用于控制机械臂、机器人等设备的运动 医疗设备:用于控制医疗设备的精确定位和运动 航空航天:用于控制航天器的姿态和运动 汽车电子:用于控制汽车电子设备的运动和定位
应用案例三
工业自动化:用于 控制机械臂、机器 人等设备的运动
医疗设备:用于 医疗设备的精确 定位和运动控制
航空航天:用于 航天器的姿态控 制和导航系统
光电编码器的市 场分析
市场需求
光电编码器广泛 应用于工业自动 化、机器人、医 疗设备等领域
随着工业4.0和 智能制造的发展, 光电编码器的市 场需求不断增长
光电编码器在精 度、稳定性、可 靠性等方面具有 优势,受到市场 青睐
光电编码器市场 竞争激烈,需要 不断创新和优化 产品性能,提高 市场竞争力

竞争策略:价 格战、技术战、
品牌战等
发展趋势:智 能化、小型化、
高精度等
市场规模和增长率
光电编码器市场 规模:全球市场 规模约100亿美 元
增长率:预计未 来五年内,光电 编码器市场将以 5%的复合增长 率增长
应用领域:主要 应用于工业自动 化、机器人、医 疗设备等领域
竞争格局:市场 竞争激烈,主要 厂商包括SICK、 Balluff、 Omron等
市场拓展:扩大 光电编码器的应 用领域,如工业 自动化、机器人、 医疗设备等
合作共赢:加强 与上下游企业的 合作,共同推动 光电编码器的发 展
环保节能:注重 光电编码器的环 保性能,降低能 耗,提高能源利 用率
光电编码器的案 例分析
应用案例一
案例名称:智能机器人 应用领域:工业自动化 应用原理:光电编码器用于机器人关节角度测量 应用效果:提高机器人定位精度和稳定性

(整理)编码器的工作原理介绍

(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。

光电编码器的工作原理和应用电路

光电编码器的工作原理和应用电路

光电编码器的工作原理和应用电路光电编码器的工作原理包括光电传感器、光轴、编码盘和信号处理电路。

当物体经过光电传感器时,光轴发出光,照射到编码盘上的编码位。

编码盘上有一系列的孔,这些孔根据不同的位置组成不同的二进制编码,形成编码序列。

光电传感器会检测到编码盘上的孔是否遮挡,然后输出相应的电信号。

信号处理电路将这些电信号进行解码,转化为位置和速度等信息。

光电编码器的应用电路包括信号处理电路和接口电路。

信号处理电路负责将检测到的光电信号进行放大、滤波和解码等处理。

放大电路可以将微弱的光电信号放大到合适的电压范围,以便后续电路的处理。

滤波电路可以去除噪声信号,提高信号质量。

解码电路则是将电信号转化为数字信号,进行位置和速度的计算。

接口电路负责将光电编码器的输出信号与控制系统连接,通常是通过数字信号接口(如RS485、RS232、TTL)或模拟信号接口(如电压输出、电流输出)。

光电编码器在工业自动化系统中有广泛的应用。

例如,在机床行业中,光电编码器可以测量机械手臂、平台和夹具等的位置和速度,从而实现精确控制。

在物流仓储系统中,光电编码器可以测量输送带、托盘提升机和堆垛机等设备的位置和速度,从而实现物料的准确搬运和分拣。

在半导体制造过程中,光电编码器可以测量切割机和测量机械手的位置和速度,从而实现半导体芯片的精确制造和测试。

总之,光电编码器是一种重要的传感器设备,能够将机械运动转换为电信号,广泛应用于机械控制、位置检测和半导体制造等领域。

通过光电传感器和编码盘的配合,光电编码器能够实现高精度的位置和速度测量,为各行各业的自动化系统提供了必要的反馈和控制。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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。

本文讨论的光电编码器就属于流接口设备。

2.1 流设备驱动加载过程WinCE.NET系统运行时会启动负责流驱动的加载进程DEVICE.exe。

DE VICE.exe进程对驱动的加载是通过装载注册表列举器(RegEnum.dll)实现的。

在WinCE.NET中,所有设备的资源信息都由OAL负责记录在系统注册表中,RegEnum.dll一个一个扫描注册表项HEKY_LOCAL_MACHINE\Driver\Buil tIn下的子键,发现新设备就根据每个表项的内容进行硬件设备初始化。

2.2 中断与中断处理如果一个驱动程序要处理一个中断,那么驱动程序需要首先使用CreateEve nt函数建立一个事件,调用InterruptInitialize函数将该事件与中断标识绑定。

然后驱动程序中的IST就可以使用WaitForSing|eObject函数来等待中断的发生。

在一个硬件中断发生之后,操作系统进入异常处理程序,异常处理程序调用OAL 的OEMInterruptHandler函数,该函数检测硬件并将中断标识返回给系统;系统得到该中断标识便会找到该中断标识对应的事件,并唤醒等待相应事件的线程(I ST),然后IST进行中断处理。

处理完成之后,IST需要调用InterruptDone函数来告诉操作系统中断处理结束,操作系统再次调用OAL中的OEMInterruptDone 函数,最后完成中断的处理。

图3为WinCE.NET中断处理的流程框图。

3 光电编码器驱动程序的设计3.1 光电编码器与S3C2410的硬件接口光电编码器与S3C24lO的接口电路如图4所示。

光电编码器的A、B相为集电极开路输出,由于S3C2410的I/O口电平为3.3 V,所以将其通过电阻上拉到3.3V后再分别接到CPU的EINT0和EINT1上;将Pl直接接到3.3V,P2通过电阻下拉到GND。

当旋钮按下时,P2口输出为高电平,否则输出为低电平。

工作状态下,将EINTO、EINTl配置成上升沿和下降沿均触发的外部中断,将EINT2配置成上升沿触发的中断,旋钮按下时EINT2引脚产生上升沿触发中断。

3.2 外部中断初始化及中断服务程序的编写首先必须完成CPU的I/O口和中断的初始化工作,然后再编写中断处理程序。

具体分为4个步骤:1.初始化I/O口。

在Port_Init()函数中,将EINT0和EINTl初始化为上升沿和下降沿均触发的中断。

将EINT2初始化为上升沿触发的中断。

2.添加中断号。

在oalint.h下添加光电编码器中断向量的宏定义。

代码为#define SYSINTR_OED(SYSINTR_FIRMWARE+20)3.添加中断的初始化、禁止、复位等函数,分别在OEMInterruptEnable()、OEMInterruptDisable()、OEM-InterruptDone()等函数中加入相关代码。

4.返同中断标识,由OEMInterruptHandler()函数返回中断标识(SYSINTR_OED)。

3.3 编写流接口驱动程序Windows CE.net把中断处理分成两个部分:中断服务程序(ISR)和中断服务线程(IST)。

TSR通常要求越短、越快越好,它的唯一任务就是返回中断标识。

正由于ISR很小,只能做少量的处理,因此中断处理器就调用IST执行大多数的中断处理。

中断服务线程(IST)在从waitForSingleObject()函数得到中断已经发生的信号前一直保持空闲;当接收到中断信号后,它就在本机设备驱动程序的PD D层调用子程序,这些程序反过来访问硬件以获得硬件的状态。

IST使用Interru ptInitialize()函数来注册自己,然后使用WaitForSingleObject()函数等待中断信号。

如果这时中断信号到来,则应将光电编码器的状态记录下来,保存在变量OED_ Status中。

OED_Status=1表示旋钮按下,OED_Status=2表示旋钮逆时针旋转,O ED_Status=3表示旋钮顺时针旋转。

这里还有一种比较简单的鉴相规则,具体步骤是,当创建线程时读出EINTl 的电平状态并保存在变量PreEINTl中,每次中断到来时首先判断EINT2是否为高电平。

如果为高电平,则说明按钮按下;如果EINT2为低电平,则判断EINT O电平是否与PreEINTl相同。

如果相同,则说明旋钮逆时针旋转;反之,旋钮顺时针旋转,判断的流程如图5所示。

Windows CE流接口驱动程序模型要求驱动程序开发者编写10个接口函数,针对光电编码器的驱动主要应完成设备初始化和数据读取2个函数的编写。

WindowsCE设备文件名前缀由3个大写字母组成,操作系统使用这3个字母来识别与流接口驱动程序相对应的设备。

这里定义设备文件名前缀为“OED”(Optical En coder),其中设备初始化函数OED_Init()在Windows CE装载驱动程序时用于创建中断事件和中断服务线程。

在函数OED_Read()中将光电编码器的状态(OED_ Status)返回。

3.4 封装驱动程序并加入到WinCE中根据上述方法编译出动态链接库(DLL)还不够,因为它的接口函数还没有导出,还需要告诉链接程序输出什么样的函数,因此必须建立一个后缀名为def的文件。

在本设计中为OpticalEnccder.def。

下面是此文件的内容:一个具体的流接口驱动程序和注册表是密不可分的。

向WinCE内核添加注册表项的方法有两种:一种是直接修改Platform Builder下的reg文件;另一种是自己编写一个注册表文件,通过添加组件的方法将动态链接库文件添加到内核中。

这里用第2种方法,将OpticalEncoder.dll添加到内核中。

编写的注册表文件内容如下:最后编写一个CEC文件,完成对定制内核注册表部分的修改并将OpticalEn coder.dll添加到系统内核中去,然后在Platform Builder中就可以直接添加已经编写好的驱动程序了。

光电编码器的应用1、角度测量汽车驾驶模拟器,对方向盘旋转角度的测量选用光电编码器作为传感器。

重力测量仪,采用光电编码器,把他的转轴与重力测量仪中补偿旋钮轴相连,扭转角度仪,利用编码器测量扭转角度变化,如扭转实验机、渔竿扭转钓性测试等。

摆锤冲击实验机,利用编码器计算冲击是摆角变化。

2、长度测量计米器,利用滚轮周长来测量物体的长度和距离。

拉线位移传感器,利用收卷轮周长计量物体长度距离。

联轴直测,与驱动直线位移的动力装置的主轴联轴,通过输出脉冲数计量。

介质检测,在直齿条、转动链条的链轮、同步带轮等来传递直线位移信息。

3、速度测量线速度,通过跟仪表连接,测量生产线的线速度角速度,通过编码器测量电机、转轴等的速度测量4、位置测量机床方面,记忆机床各个坐标点的坐标位置,如钻床等自动化控制方面,控制在牧歌位置进行指定动作。

如电梯、提升机等5、同步控制通过角速度或线速度,对传动环节进行同步控制,以达到张力控制结语本文主要介绍了光电旋转编码器的原理及应用方法,并详细介绍了WinCE 驱动程序的结构,成功地开发出了光电编码器在嵌入式操作系统WinCE下的驱动程序。

实验证明,该方法正确可行,程序运行稳定可靠.光电编码器的应用电路一、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。

相关文档
最新文档