CN102023625B - 一种基于cpld/fpga的旋变编码器用ssi数据发送器 - Google Patents

一种基于cpld/fpga的旋变编码器用ssi数据发送器 Download PDF

Info

Publication number
CN102023625B
CN102023625B CN2010102960905A CN201010296090A CN102023625B CN 102023625 B CN102023625 B CN 102023625B CN 2010102960905 A CN2010102960905 A CN 2010102960905A CN 201010296090 A CN201010296090 A CN 201010296090A CN 102023625 B CN102023625 B CN 102023625B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ssi
rotary transformer
cpld
fpga
edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010102960905A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102023625A (zh
Inventor
邹凤欣
高增雪
王敏
杨溪林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Aritime Intelligent Control Co Ltd
Original Assignee
Beijing Aritime Intelligent Control Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Aritime Intelligent Control Co Ltd filed Critical Beijing Aritime Intelligent Control Co Ltd
Priority to CN2010102960905A priority Critical patent/CN102023625B/zh
Publication of CN102023625A publication Critical patent/CN102023625A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102023625B publication Critical patent/CN102023625B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

本发明公开一种基于CPLD/FPGA的旋变编码器用SSI数据发送器，采用CPLD/FPGA为基本的硬件平台，主要包含RD控制器、SSI通讯接口、FIFO和RD解码器。该SSI数据发送器可以自动检测旋变编码器用SSI同步时钟的下降沿，上升沿，高低电平持续时间等特征信息；可以直接将旋转变压器的输出的角位移信息的绝对式并行数据转换为工业编码器用SSI接口的串行方式发送出去，为旋变编码器在工业现场应用SSI接口的实现，提供了一种新的方法。

Description

一种基于CPLD/FPGA的旋变编码器用SSI数据发送器
技术领域
本发明是一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)/FPGA(现场可编程门阵列)的旋变编码器用SSI(Synchronous Serial Interface)数据发送器，主要面向工业现场的转速、角位移等参数的检测。可以通过RD控制器接收来自旋转变压器专用解码芯片(RD解码器)的角位移信息，并将该信息以工业用SSI方式发送出去。
背景技术
旋转变压器输出信号为正交的正余弦模拟角位置信号，通常需要采用专用的旋转变压器信号解码芯片(RD芯片)将模拟信号转换为绝对式数字量信息，同时，RD芯片往往需要控制器输出控制时序才能够正常的工作。而一般RD解码芯片有增量信号输出、并行输出和串行输出，其中并行输出与串行输出信号均为绝对式信号。而现代工业用控制器都带有高端接口并不能直接接收来自编码器的数字信号，工业现场常用的传输方式为SSI接口的传输方式。但旋变编码器一般不具备SSI通讯接口方式，且目前的编码器供应商也不提供此类接口转换器，这给实际应用造成了很大的困扰，在一定程度上限制了绝对式编码器的应用。
发明内容
基于现有技术的需求，本发明提供了一种基于CPLD/FPGA的旋变编码器用SSI数据发送器。本发明提供的基于CPLD/FPGA的旋变编码器用SSI数据发送器采用CPLD/FPGA为基本的硬件平台，主要包括RD控制器、SSI通讯接口、FIFO和RD解码器，所述RD控制器控制通过数据总线，连接在RD解码器和FIFO之间，RD解码器采集旋转变压器的角位移信息，并通过RD控制器暂时存储到FIFO中，SSI通讯接口用于连接上位机和FIFO，根据上位机发出的SSI同步脉冲时钟信号的特征，将FIFO中存储的角位移信息发送给上位机。
所述的SSI通讯接口主要由控制逻辑、边沿检测逻辑、并行数据寄存器、选择器和计时器构成，其中，边沿检测逻辑用于检测来自上位机的工业编码器用SSI同步脉冲时钟信号的上升沿和下降沿；控制逻辑根据边沿检测逻辑检测到的同步时钟脉冲信号的各种特征信息来控制选择器将并存数据寄存器中的数据发送出去；计时器根据边沿检测逻辑检测到的SSI同步时钟脉冲信号的各种特征产生控制逻辑的状态切换信息；并行数据寄存器用于暂存RD控制器采集的角位移置信息。
本发明的优点在于：
1.本发明采用完全的数字逻辑实现SSI通信发送器，并行处理，有利于提高通信速率，为基于旋转变压器的角位移测量方案提供一种通用的工业编码器SSI通信功能；
2.本发明集成RD控制器，可以控制旋转变压器专用解码芯片采集角位移信息；
3.通信速率高，满足工业控制实时性的要求；
4.全部硬件采用军标芯片，具有极高的可靠性；
5.电路板采用防腐喷涂工艺，具有极高的环境适应性。
附图说明
图1为本发明的基于CPLD/FPGA的旋变编码器用SSI数据发送器的结构示意图；
图2为本发明中SSI通讯接口的结构示意图；
图3为本发明中SSI接口状态转换示意图。
图中：
  1.   RD控制器   2.   SSI通讯接口
  3.   FIFO   4.   RD解码器
  5.   上位机   6.   旋转变压器
  201.   控制逻辑   202.   边沿检测逻辑
  203.   并行数据寄存器   204.   选择器
  205.   计时器
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细的说明。
本发明提供了一种基于CPLD/FPGA的旋变编码器用SSI数据发送器，如图1所示，所述的SSI数据发送器主要包括RD控制器1、SSI通讯接口2、FIFO3(先入先出队列，First InputFirst Output，FIFO)和RD解码器4。所述的RD解码器4为旋转变压器6的专用解码芯片，其型号为2S1200，RD解码器4向旋转变压器6提供一个高频励磁电源信号，用以激励旋转变压器6产生与转角成正余弦函数关系的模拟信号，同时RD解码器4接收来自旋转变压器的正余弦模拟信号，并将其转换为数字信号输出给RD控制器1。所述的RD控制器1与RD解码器4和FIFO3之间通过数据总线连接，RD控制器1产生对RD解码器4的控制时序，通过控制总线发送给RD解码器4，RD解码器4根据控制时序采集数字量的角位移信息，并将采集到的数字量角位移信息通过数据总线存储在FIFO3中；所述的SSI通讯接口2接收上位机5发来的工业用SSI传输方式中的同步脉冲时钟信号(Clock+和Clock-)，按照同步脉冲时钟信号的各种特征将FIFO3中存储的角位移信息(DB12～0)通过同步数据线发送出去送给上位机5，所述的上位机可以是PLC或IPC等。
如图2中，所述的SSI通讯接口2主要由控制逻辑201、边沿检测逻辑202、并行数据寄存器203、选择器204和计时器205构成。所述的边沿检测逻辑202用于检测来自上位机5的工业编码器用SSI同步脉冲时钟信号的上升沿、下降沿(Clock+，Clock-)等特征；控制逻辑201根据边沿检测逻辑202检测到的同步脉冲时钟信号的特征，控制选择器204将并行数据寄存器203中的数据(Data+，Data-)以先高位后低位的顺序发送出去；计时器205连接控制逻辑201，根据控制逻辑201中的同步脉冲时钟信号的特征开启计数，产生控制逻辑的状态切换信息，用于判断同步脉冲时钟信号高低电平的持续时间，防止通信意外中断造成的问题。并行数据寄存器203用于暂时存储RD控制器1采集的角位移信息(DB12～0)。CLK和RST是CPLD/FPGA内部逻辑(乘积项阵列)产生的时钟和复位信号。
控制逻辑201的功能通过包含15个状态的有限状态机来实现。如图3所示，系统初始化后，当前状态为IDLE状态，在IDLE状态下输出信号Data保持高电平，时刻采样时钟信号线Clock的变化；当检测到Clock的第一个下降沿时，发出装载数据信号，清空计时器205，进入negedge1状态，在negedge1状态下，将数据的最高位送入Data引脚，并且不断检测时钟线Clock，当检测到Clock出现下降沿时，清空计时器205，进入negedge2状态，发送次高位。如果在计时器205计时到达设定值时还没有检测到时钟线Clock上的有效下降沿，则证明同步丢失，返回IDLE状态，重新检测同步信号。negedge2到negedge12几个状态的动作与negedge1状态一致。
当系统进入negedge13状态后，表明这一帧时钟信号的最后一个下降沿已经到来，将数据的最低位送入数据引脚Data。同时，检测时钟线Clock，当发现Clock出现上升沿时，进入low_default状态；在low_default状态下，拉低数据信号线Data，当计时器205到达规定的时间(满足时钟脉冲Clock序列间隔tp时长要求)，状态切换回初始时的IDLE状态，开始新的一帧数据传送。

Claims (2)

1.一种基于CPLD/FPGA的旋变编码器用SSI数据发送器，其特征在于：采用CPLD/FPGA为基本的硬件平台，包含旋转变压器控制器、SSI通讯接口、FIFO和旋转变压器解码器，所述旋转变压器控制器通过数据总线，连接在旋转变压器解码器和FIFO之间，旋转变压器解码器采集旋转变压器的角位移信息，并通过旋转变压器控制器暂时存储到FIFO中，SSI通讯接口用于连接上位机和FIFO，根据上位机发出的SSI同步时钟脉冲信号的特征，将FIFO中存储的角位移信息发送给上位机。
2.根据权利要求1所述的基于CPLD/FPGA的旋变编码器用SSI数据发送器，其特征在于：所述的SSI通讯接口主要由控制逻辑、边沿检测逻辑、并行数据寄存器、选择器和计时器构成，其中，边沿检测逻辑用于检测来自上位机的工业编码器用SSI同步时钟脉冲信号的上升沿和下降沿；控制逻辑根据边沿检测逻辑检测到的同步时钟脉冲信号的各种特征信息来控制选择器将并行数据寄存器中的数据发送出去；计时器根据边沿检测逻辑检测到的SSI同步时钟脉冲信号的各种特征产生控制逻辑的状态切换信息；并行数据寄存器用于暂存旋转变压器控制器采集的角位移信息。 
CN2010102960905A 2010-09-29 2010-09-29 一种基于cpld/fpga的旋变编码器用ssi数据发送器 Expired - Fee Related CN102023625B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102960905A CN102023625B (zh) 2010-09-29 2010-09-29 一种基于cpld/fpga的旋变编码器用ssi数据发送器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102960905A CN102023625B (zh) 2010-09-29 2010-09-29 一种基于cpld/fpga的旋变编码器用ssi数据发送器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102023625A CN102023625A (zh) 2011-04-20
CN102023625B true CN102023625B (zh) 2012-07-25

Family

ID=43865016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102960905A Expired - Fee Related CN102023625B (zh) 2010-09-29 2010-09-29 一种基于cpld/fpga的旋变编码器用ssi数据发送器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102023625B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102435133A (zh) * 2011-09-02 2012-05-02 北京邮电大学 一种基于fpga的旋转变压器测角系统
CN102506695B (zh) * 2011-10-09 2014-08-27 联合汽车电子有限公司 旋转变压器的精度检测系统
CN102403938B (zh) * 2011-12-14 2013-07-17 兰州交通大学 基于单fpga的旋转变压器解码处理装置和方法
CN102818581B (zh) * 2012-07-12 2015-01-07 武汉迈信电气技术有限公司 一种基于旋转变压器的增量式编码器
CN104796051B (zh) * 2015-04-17 2017-08-01 天津大学 基于fpga的旋转变压器线性变换方法及变换器
CN108011547A (zh) * 2017-11-18 2018-05-08 贵州航天林泉电机有限公司 一种基于fpga的跟踪型旋变解码电路
CN111006697B (zh) * 2019-10-25 2020-11-24 珠海格力电器股份有限公司 一种编码器的位置数据处理及传输控制系统、方法及应用
CN110879298B (zh) * 2019-11-07 2022-01-14 上海新时达机器人有限公司 基于通讯式编码器的速度获取方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102023625A (zh) 2011-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102023625B (zh) 一种基于cpld/fpga的旋变编码器用ssi数据发送器
CN104330082B (zh) 一种mems/gnss组合导航系统实时数据同步方法
CN102128979B (zh) 等精度测频电路及其测频方法
CN103954903B (zh) 一种可实时解算的多模式输出电路测试系统
CN201181323Y (zh) 一种逻辑分析仪
CN202013177U (zh) 基于arm处理器和fpga的光栅尺测量设备
CN105116318A (zh) 一种逻辑分析仪中实现毛刺检测的方法
CN201886332U (zh) 一种基于mcu和fpga的电力电子控制系统
CN203785709U (zh) 一种多传感器数据集中采集系统
CN204392210U (zh) 一种编码信号转换电路
CN204313787U (zh) 一种角度编码器的检测电路
CN213399437U (zh) 一种高集成度嵌入式多传感器信号采集与处理装置
CN101799455A (zh) 四通道双参数超声采集卡
CN104133407A (zh) 一种用于增量式编码器的计数装置及计数方法
CN204422016U (zh) 一种智能水位计
CN201503414U (zh) 本质安全型钢丝绳磁探伤仪处理器
CN103246229A (zh) 单线plc数显表
CN202300375U (zh) 牙轮钻机钻孔深度测试仪
CN204406391U (zh) 一种基于spi的光纤陀螺数据收发装置
CN102736549A (zh) 24位采集模块
CN203911536U (zh) 电池管理系统
CN207529214U (zh) 一种用于dcs系统的转速测量模块
CN207924077U (zh) 一种多通道高频同步采集系统
CN202119834U (zh) 等精度测频电路
CN204595555U (zh) 一种正交光电编码器的四倍频和辨向系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120725

Termination date: 20150929

EXPY Termination of patent right or utility model