CN101197073A - 增量式光电编码器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增量式光电编码器，所述编码器包括编码发送单元和接收解码单元，以及连接所述编码发送单元和接收解码单元的数据传输线；所述编码发送单元，用于采集状态信号、将所述信号进行编码，再将编码后的数据通过所述数据传输线发送至所述接收解码单元；所述接收解码单元，用于接收编码发送单元发送的编码后的数据，将所述数据进行解码，并输出解码后的信号。本发明提供一种增量式光电编码器，实现在减少输出信号传输线的同时，能够保证数据传输的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及增量式光电编码器信号传输的领域，特别涉及一种增量式光电编码器。
背景技术
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。其中输出通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲形式的传感器为增量式光电编码器。
增量式光电编码器通常的输出信号有A+、A-、B+、B-、Z+、Z-，加上电源线和地线，共需要8根传输线。其中带U、V、W信号的增量式光电编码器还需要再加上U+、U-、V+、V-、W+、W-6根传输线，总共需要14根传输线。
一般情况下，编码器与使用编码器的设备之间的连接没有专用电缆和接头，因而制作这条电缆需要花费较大的成本(人力和物力)，而且很容易将信号线接错或焊错，导致使用设备无法工作或者受损。
现有一项公开号为CN03252232.0，专利名称为“省线式信号输出的光电编码器”的实用新型专利，是针对带U、V、W信号的增量式光电编码器省线传输而提出的。该专利所述光电编码器将两路信号共用一路输出，可以节省一半的信号传输线，但省线效果也不是十分理想，而且接错线时无法自动识别，仍然会输出错误的信号，因而经济性、可靠性并不是很突出。
发明内容
本发明的目的是提供一种增量式光电编码器，实现在减少输出信号传输线同时，能够保证数据传输的可靠性。
为解决上述问题，本发明公开一种增量式光电编码器，所述编码器包括编码发送单元和接收解码单元，以及连接所述编码发送单元和接收解码单元的数据传输线；
所述编码发送单元，用于采集状态信号、将所述信号进行编码，再将编码后的数据通过所述数据传输线发送至所述接收解码单元；
所述接收解码单元，用于接收编码发送单元发送的编码后的数据，将所述数据进行解码，并输出解码后的信号。
优选地，所述编码发送单元以触发式的通信传输方式采集所述状态信号。
优选地，所述编码发送单元以输出信号中变化最快的一个或几个信号触发通信的通信传输方式采集所述状态信号。
优选地，所述数据传输线采用差分传输或屏蔽线传输方式传输所述数据。
优选地，所述数据传输线采用能够保证通信可靠的通信协议。
优选地，所述接收解码单元进一步包括判断单元，用于判断所述接收解码单元与所述数据传输线之间的通信是否正常，确定正常后将所述数据进行解码，并输出解码后的信号。
优选地，所述接收解码单元进一步包括判断单元，用于判断所述接收解码单元与所述数据传输线之间的通信是否正常，确定正常后将所述数据进行解码，并输出解码后的信号。
优选地，所述接收解码单元接收到所述数据的一帧数据包后，所述判断单元判断通信是否正确，确定正确后，刷新输出信号的状态，否则要求数据重发或报警。
优选地，所述编码发送单元采用将并行数据转换成串行数据的发送芯片，所述接收解码单元采用将所述串行数据转换成并行数据的解码芯片组成的电路实现。
优选地，编码校验单元和/或接线错误自动识别单元和/或通信错误自动识别单元。
相对于现有技术，本发明实施例所述增量式光电编码器包括编码发送单元和接收解码单元，以及连接所述编码发送单元和接收解码单元的数据传输线。所述编码发送单元采集信号状态，将所述信号进行编码，再将编码后的数据通过所述数据传输线发送至所述接收解码单元，所述接收解码单元将接收到的所述数据进行解码，并输出解码后的信号。本发明实施例所述增量式光电编码器以通讯的方式传输增量式光电编码器的输出信号，然后在与所述增量式光电编码器相连的接收端还原成原始信号，保证数据传输的可靠性。本发明实施例所述增量式光电编码器最少可用一根数据传输线实现信号的传输，降低连接电缆的成本。
附图说明
图1为本发明所述增量式光电编码器结构示意图；
图2为本发明所述编码发送单元工作流程图；
图3为本发明所述接收解码单元工作流程图；
图4为本发明所述增量式光电编码器数据传输示意图。
具体实施方式
本发明提供一种增量式光电编码器，在减少输出信号传输线的同时，能够保证数据传输的可靠性。
下面结合附图对本发明所述增量式光电编码器的具体实施方式进行说明。
参见图1，该图为本发明所述增量式光电编码器结构示意图。
本发明实施例所述增量式光电编码器，包括编码发送单元1和接收解码单元2，以及连接所述编码发送单元1和接收解码单元2的数据传输线3。
所述编码发送单元1，用于采集状态信号、将所述信号进行编码，再将编码后的数据通过所述数据传输线3发送至所述接收解码单元2。
所述接收解码单元2，用于接收编码发送单元1发送的编码后的数据，将所述数据进行解码，并输出解码后的信号。
所述接收解码单元2进一步还包括判断单元，用于判断所述接收解码单元2与所述数据传输线3之间的通信是否正常，确定正常后将所述数据进行解码，并输出解码后的数据。
接收解码单元2接收到一帧数据包后，首先判断通信是否正确，如果正确，刷新输出信号的状态，否则通过要求数据重发或报警等措施来保证数据的正确。
所述编码发送单元1可以以触发式的通信传输方式传输所述数据。所述编码发送单元1可以以输出信号中变化最快的一个或几个信号触发通信的通信传输方式传输所述数据。
为了保证通信正常可靠，可以在硬件和软件上加入一些措施来保证通信正确。如硬件上所述数据传输线可以采用差分传输和/或屏蔽线传输等方式来传输数据，软件上则可以使用任何能保证可靠通信的通信协议来传输数据。
本发明实施例所述增量式光电编码器通过电源线4和地线5上电后，所述编码发送单元1先自动产生启动通信程序的触发信号，使与所述增量式光电编码器相连的接收端得到增量式光电编码器的初始状态。之后，所述编码发送单元1通信程序根据增量式光电编码器中变化最快的信号一个或几个来触发通信程序。
所述编码发送单元1还可以采用将并行数据转换成串行数据的发送芯片实现，所述接收解码单元2可以采用将所述串行数据转换成并行数据的解码芯片组成的电路实现。
本发明实施例所述增量式光电编码器包括编码发送单元1和接收解码单元2，以及连接所述编码发送单元1和接收解码单元2的数据传输线。由于所述编码发送单元1采集信号状态，将所述信号进行编码，再将编码后的数据通过所述数据传输线3发送至所述接收解码单元2，所述接收解码单元2将接收到的所述数据进行解码，并输出解码后的信号。本发明实施例所述增量式光电编码器以通讯的方式来传输增量式光电编码器的输出信号，然后在与所述增量式光电编码器相连的接收端还原成原始信号，保证数据传输的可靠性。本发明实施例所述增量式光电编码器最少可用一根数据传输线实现信号的传输，降低连接电缆的成本。
本发明实施例所述增量式光电编码器的接收解码单元2还可以包括编码校验单元，用于校验所述编码发送单元1对所述信号进行编码后的结果。
本发明实施例所述增量式光电编码器的接收解码单元2还可以包括接线错误自动识别单元，用于识别所述数据传输线3传输的数据是否正确，判断所述数据传输线3传输的数据是否由于接线错误导致。
本发明实施例所述增量式光电编码器的接收解码单元2还可以包括通信错误自动识别单元，用于识别所述数据传输线3和所述接收解码单元2之间的通信错误。
参见图2，该图为本发明所述编码发送单元工作流程图。
本发明所述编码发送单元工作流程，具体包括以下步骤：
S10、所需采集的信号发生跳变时，采集各个输出信号。
S20、将采集到的所述信号进行编码。
S30、发送所述编码的数据。
参见图3，该图为本发明所述接收解码单元工作流程图。
本发明所述接收解码单元工作流程，具体包括以下步骤：
S100、检测到数据传输线上有数据，接收所述数据。
S200、判断所述数据传输线与所述接收解码单元之间的通信是否正常？若是执行步骤S300，否则执行步骤S400。
S300、根据接收到的数据设置各个信号的状态，还原所述信号。
S400、要求数据重发或报警。
参见图4，该图为本发明所述增量式光电编码器数据传输示意图。
所述编码发送单元采集的信号包括信号1、信号2一直到信号n。其中所述n为大于等于1的正整数。
如图4所示，其中信号1和信号2为信号变化最快的信号。编码发送单元是由最快的信号变化触发，因此信号1和信号2的跳变会触发编码发送单元。
所示A状态为信号1的上升边沿；所示B状态为信号2的上升边沿；所示C状态为信号1的下降边沿；所示D状态为信号2的下降边沿。
在信号1和信号2的跳变时，即图4中的A、B、C、D状态，所述编码发送单元采集的信号包括信号1、信号2一直到信号n，并将这些信号编码为数据包，通过所述的数据传输线发送给所述接收解码单元。数据包I、数据包II、数据包III和数据包IV分别是A、B、C、D状态时信号1、信号2一直到信号n状态的编码数据包。
所述接收解码单元由数据传输线上的数据包来触发。
所述接收解码单元接收到上述数据包I、数据包II和数据包III以及数据包IV等数据包时，将所述数据包解码还原为对应的信号供常规的设备使用。
本发明实施例所述增量式光电编码器，以触发式的通信传输方式传输增量式光电编码器信号，达到省线的目的，提高了制作传输线的效率。
本发明实施例所述增量式光电编码器，可以加入编码校验单元、接线错误自动识别单元以及通信错误自动识别单元，提高了安装连接电缆的正确率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种增量式光电编码器，其特征在于，所述编码器包括编码发送单元和接收解码单元，以及连接所述编码发送单元和接收解码单元的数据传输线；
所述编码发送单元，用于采集状态信号、将所述信号进行编码，再将编码后的数据通过所述数据传输线发送至所述接收解码单元；
所述接收解码单元，用于接收编码发送单元发送的编码后的数据，将所述数据进行解码，并输出解码后的信号。
2.根据权利要求1所述的增量式光电编码器，其特征在于，所述编码发送单元以触发式的通信传输方式采集所述状态信号。
3.根据权利要求2所述的增量式光电编码器，其特征在于，所述编码发送单元以输出信号中变化最快的一个或几个信号触发通信的通信传输方式采集所述状态信号。
4.根据权利要求3所述的增量式光电编码器，其特征在于，所述数据传输线采用差分传输或屏蔽线传输方式传输所述数据。
5.根据权利要求3或4所述的增量式光电编码器，其特征在于，所述数据传输线采用能够保证通信可靠的通信协议。
6.根据权利要求5所述的增量式光电编码器，其特征在于，所述接收解码单元进一步包括判断单元，用于判断所述接收解码单元与所述数据传输线之间的通信是否正常，确定正常后将所述数据进行解码，并输出解码后的信号。
7.根据权利要求3或4所述的增量式光电编码器，其特征在于，所述接收解码单元进一步包括判断单元，用于判断所述接收解码单元与所述数据传输线之间的通信是否正常，确定正常后将所述数据进行解码，并输出解码后的信号。
8.根据权利要求7所述的增量式光电编码器，其特征在于，所述接收解码单元接收到所述数据的一帧数据包后，所述判断单元判断通信是否正确，确定正确后，刷新输出信号的状态，否则要求数据重发或报警。
9.根据权利要求1所述的增量式光电编码器，其特征在于，所述编码发送单元采用将并行数据转换成串行数据的发送芯片，所述接收解码单元采用将所述串行数据转换成并行数据的解码芯片组成的电路实现。
10.根据权利要求1所述的增量式光电编码器，其特征在于，所述编码器进一步包括编码校验单元和/或接线错误自动识别单元和/或通信错误自动识别单元。
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