CN102571209A - 激光打标控制系统的光纤通讯装置及编码方法 - Google Patents

Abstract

一种激光打标控制系统的光纤通讯装置及编码方法，每位数据的发送编码过程包括：在发送周期开始时刻，使发送电平跳转一次；在一设定时段内维持当前电平；如果当前发送位是第一电平，在该设定时段过后使发送电平再跳转一次；维持当前电平，直至发送周期截止时刻。本发明能够大大改善EMC性能，并可以实现较长距离传输。

Description

激光打标控制系统的光纤通讯装置及编码方法

技术领域

本发明涉及激光打标设备，特别是涉及激光打标设备的控制系统。

背景技术

现有的激光打标设备的控制系统一般包括通讯连接的激光打标卡和DA卡，这两块卡之间通过四组差分电缆来传输信号。现有的这种结构，存在两方面的不足：一、比较容易受到周围环境电磁干扰和对周边其他器件造成辐射干扰；二、两块卡之间的距离受到比较大的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，而提出一种激光打标控制系统的光纤通讯装置及编码方法，能够大大改善EMC性能，并可以实现较长距离传输。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案包括，提出一种激光打标控制系统的光纤通讯编码方法，每位数据的发送编码过程依次包括：

在发送周期开始时刻，使发送电平跳转一次；

在一设定时段内维持当前电平；

如果当前发送位为第一电平，在该设定时段过后使发送电平再跳转一次；

维持当前电平，直至发送周期截止时刻。

本发明的光纤通讯编码方法，该第一电平指高电平。

本发明的光纤通讯编码方法，该设定时段不超过发送周期的一半。优选地，该设定时段不超过发送周期的四分之一。

本发明的光纤通讯编码方法，每位数据的发送频率在10-50MHz。

本发明的光纤通讯编码方法，每组数据的接收解码过程依次包括：

取得与发送过程的同步；

捕获延时该设定时长段之后的电平；

判断该电平是否与一个接收周期之前的电平相同，是的话，解码当前的发送电平为第一电平，不是的话，解码当前的发送电平为非第一电平。

本发明的光纤通讯编码方法，其中的捕获延时该设定时长段之后的电平所使用的采样频率不低于每位数据的发送频率的四倍。

本发明的光纤通讯编码方法，同步是通过在每组数据的发送开始端设置一位的非第一电平，或者，同步是通过在每组数据的发送开始端设置时宽超过一位的非第一电平。

本发明的光纤通讯编码方法，该激光打标控制系统包括一激光打标卡和一数模转换卡，该激光打标卡与数模转换卡之间采用单模光纤进行串行通讯。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案还包括，提出一种激光打标控制系统中光纤通讯装置，该激光打标控制系统包括一激光打标卡和一数模转换卡，该光纤通讯装置包括设置在该激光打标卡处的光纤发送模块、设置在该数模转换卡处的光纤接收模块以及连接在该光纤发送模块与光纤接收模块之间的单模光纤，该光纤通讯装置采用串行通讯，其中每位数据的发送编码过程包括：

在发送周期开始时刻，使发送电平跳转一次；

在一设定时段内维持当前电平；

如果当前发送位为第一电平，在该设定时段过后使发送电平再跳转一次；

维持当前电平，直至发送周期截止时刻。

与现有技术相比，本发明的激光打标控制系统的光纤通讯装置及编码方法，能够大大改善EMC性能，并可以实现较长距离传输。

附图说明

图1为本发明的激光打标控制系统的结构示意。

图2为本发明的激光打标控制系统的光纤通讯装置的框图。

图3为在本发明的激光打标控制系统中每位数据的发送编码过程的流程示意。

图4为在本发明的激光打标控制系统中每位数据的接收解码过程的流程示意。

图5为本发明的激光打标控制系统发送第一例数据的时间波形关系示意。

图6为本发明的激光打标控制系统发送第二例数据的时间波形关系示意。

图7为本发明的激光打标控制系统发送第三例数据的时间波形关系示意。

图8为本发明的激光打标控制系统的发送编码过程的时间波形关系示意。

图9为本发明的激光打标控制系统中的DA卡的原理框图。

图10为本发明的激光打标控制系统中的DA卡的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。

参见图1和图2，本发明的激光打标控制系统包括：一激光打标卡和一数模转换卡。本发明的光纤通讯装置包括：设置在该激光打标卡处的光纤发送模块和设置在该数模转换卡处的光纤接收模块，该光纤发送模块与光纤接收模块之间采用单模光纤进行串行通讯。

考虑到需要替代现有的激光打标卡和DA卡(数模转换卡)之间是由4组差分电缆来传输信号的情形，本发明只需要设置一路单模光纤来完成数据传输。再考虑到激光打标卡输出的信号在10～50MHz的范围，光纤发送模块和光纤接收模块可以选用常用的150MHz的模块。

参见图9，本发明的激光打标控制系统中的DA卡大致包括：光纤接收模块、电平转换模块、信号解码模块、模拟输出模块以及为这些功能模块供电的电源模块。参见图10，具体而言，本发明的激光打标控制系统中的DA卡大致包括：电源输入10、光纤接收模块11、信号转换器12、电源模块13、大容量电容组14、能够实现信号解码单元151、信号处理单元152以及信号输出单元153的高性能可编程逻辑器件15、LED指示装置16、功能选择开关17、DAC转换单元18、模拟差分运算单元19、范围选择开关20、X轴和Y轴打标信号21以及多功能输出接口22。

考虑激光打标机的信号传输，需要将多组DA数据串行地通过光纤传送至DA卡，但是由于光纤模块的限制，传送速率太小会影响传送。另外，遇到要发送的数据是全H，或者全L的情形，光纤接收模块收到的数据容易出现紊乱，特此提出本发明的光纤通讯编码方法。

参见图3，每位数据的发送编码过程包括以下步骤：

S101：在发送周期开始时刻，使发送电平跳转一次；

S102：在一设定时段内维持当前电平；

S103：判断当前发送位是否为第一电平，是的话，进入步骤S104，否则转步骤S105；

S104：使发送电平又跳转一次；

S105：维持当前电平，直至发送周期截止时刻。

参见图4，每组数据的接收解码过程包括以下步骤：

S201：取得与发送过程的同步；

S202：捕获延时该设定时长段之后的电平；

S203：判断该电平是否与一个接收周期之前的电平相同，是的话，进入步骤S204；不是的话，转步骤S205；

S204：解码当前的发送电平为第一电平；

S205：解码当前的发送电平为非第一电平。

以下，对本发明的编码方法进一步通过三个例举来进行更详细的说明。

参见图5，发送第一例位串[01010]时的时间波形关系有：

发送一位数据的时间位T；

发送数据第一位0时，T时间内位高电平；

发送数据第二位1时，T时间内有一次电平翻转；

发送数据第三位0时，T时间内是低电平；

发送数据第四位1时，T时间内有一次电平翻转；

发送数据第五位0时，T时间内是高电平。

参见图6，发送第二例位串[0000]时的时间波形关系有：

发送一位数据的时间位T；

在发送的数据是全0时，形成周期是2T的方波。

参见图7，发送第三例位串[1111]时的时间波形关系有：

发送一位数据的时间位T；

在发送的数据是全1时，形成周期是T的方波。

参见图8，以位串[010]的发送为例，编码过程的时间波形关系说明：

需要在T周期内传送一位二进制数据，即0或者1，定义如果在T周期内有电平变化则传送的位为1，否则所传送的位为0。

将T周期分割为t1和t2两个时段(T＝t1+t2)，t1段只用于改变电平信号，t2段主要用于接收端检测信号时使用。

可见，本发明产生编码和发送的过程可以大致归纳为三步：

第一步、在发送开始时刻，首先改变发送位的电平。即如原来是L需要置为H(高电平)，如原来是H需要复位L(低电平)；

第二步、在经过t1时间后，如果正在发送的信号是1，则再次改变输出位电平；如果正在发送的信号是0，则输出不变；

第三步、保持电平t2时间，此位发送完毕；

如此重复直到要发送的数据发送完毕。

对应于上述发送端的情形，接收端需要一个高于传输信号的频率来采集输入端的信号。在本发明的接收解码的一个实施例中，可以采用周期为T的频率的4倍，或者4倍以上的频率来采集输入端的信号。大致地，接收信号解码过程可以包括以下步骤：

第一步、同步采集到信号，通常接收一组数据时会有一个L位作为同步信号，或者使用一个超过T时间的L电平，更利于检测到数据的开始位。

第二步、采集T时间内的t2的电平信号。

第三步、解码，如果从t2时间内采集的信号电平和前一个T时间内的信号电平相同则接收的此位信号为1，否则说明接收到的信号位0.

需要说明的是，为了利于采集信号，发送位数据是1时，t1时刻的电平可以尽量窄，t1是用做平衡光纤传输频率限制，举例而言，t1时刻应该不超过T/2，优选地，t1时刻应该不超过T/4。t1时段窄了，t2时段的电平信号足够长可以方便信号采集。

在本发明的接收解码的另一个实施例中，接收解码过程也可以是判断在T时间内有无电平翻转。

与现有技术相比，本发明的激光打标控制系统的光纤通讯装置及编码方法，发送串行数据时，要发送数据位的数值不仅于本次发送的电平信号有关，还与上次所发送电平信号有关；经过编码后所传输的电平信号的频率只有周期是T，或者周期是2T的频率，其中T为发送一位数据所用的时间；由于可以使串行通讯时，传输数据波形的频率只在1倍或1/2倍之间，从而有利于低频光纤通讯，进而通过光纤通讯相对现有电缆通讯的优势，大大改善EMC性能，并可以实现较长距离传输。

以上，仅为本发明之较佳实施例，意在进一步说明本发明，而非对其进行限定。凡根据上述之文字和附图所公开的内容进行的简单的替换，都在本专利的权利保护范围之列。

Claims (10)

1.一种激光打标控制系统的光纤通讯编码方法，其特征在于，每位数据的发送编码过程依次包括：

在发送周期开始时刻，使发送电平跳转一次；

在一设定时段内维持当前电平；

如果当前发送位为第一电平，在该设定时段过后使发送电平再跳转一次；

维持当前电平，直至发送周期截止时刻。

2.如权利要求1所述的光纤通讯编码方法，其特征在于，该第一电平指高电平。

3.如权利要求1所述的光纤通讯编码方法，其特征在于，该设定时段不超过发送周期的一半。

4.如权利要求1所述的光纤通讯编码方法，其特征在于，该设定时段不超过发送周期的四分之一。

5.如权利要求1所述的光纤通讯编码方法，其特征在于，每位数据的发送频率在10-50MHz。

6.如权利要求1所述的光纤通讯编码方法，其特征在于，每组数据的接收解码过程依次包括：

取得与发送过程的同步；

捕获延时该设定时长段之后的电平；

判断该电平是否与一个接收周期之前的电平相同，是的话，解码当前的发送电平为第一电平，不是的话，解码当前的发送电平为非第一电平。

7.如权利要求6所述的光纤通讯编码方法，其特征在于，其中的捕获延时该设定时长段之后的电平所使用的采样频率不低于每位数据的发送频率的四倍。

8.如权利要求6所述的光纤通讯编码方法，其特征在于，同步是通过在每组数据的发送开始端设置一位的非第一电平，或者，同步是通过在每组数据的发送开始端设置时宽超过一位的非第一电平。

9.如权利要求1所述的光纤通讯编码方法，其特征在于，该激光打标控制系统包括一激光打标卡和一数模转换卡，该激光打标卡与数模转换卡之间采用单模光纤进行串行通讯。

10.一种激光打标控制系统的光纤通讯装置，其特征在于，该激光打标控制系统包括一激光打标卡和一数模转换卡，该光纤通讯装置包括设置在该激光打标卡处的光纤发送模块、设置在该数模转换卡处的光纤接收模块以及连接在该光纤发送模块与光纤接收模块之间的单模光纤，该光纤通讯装置采用串行通讯，其中，每位数据的发送编码过程包括：

在发送周期开始时刻，使发送电平跳转一次；

在一设定时段内维持当前电平；

如果当前发送位为第一电平，在该设定时段过后使发送电平再跳转一次；

维持当前电平，直至发送周期截止时刻。

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