CN103777960A - 一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法，光栅位移传感器输出两路相位差为90°的方波信号A和B，A、B两相信号的脉冲数表示光栅走过的位移量，当光栅正向移动时，光栅输出的A相信号的相位超前于B相信号90°，当光栅反向移动时，光栅输出的A相信号的相位滞后于B相信号90°，以此为判断依据，将A、B两相信号分别接微处理器的两个中断输入口，如INT0、INT1，对光栅输出的正交方波信号进行四细分，从而进行判向及计数，此方法响应速度快、成本低，与传统的硬件细分法和现有的状态查询软件细分法相比，具有实时性好、稳定性高、抗干扰能力强等优点。

Description

一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法

技术领域

本发明涉及一种信号判断技术，特别涉及一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法。

背景技术

现有的光栅细分方法主要有光学细分法、机械细分法、硬件细分法和微处理器软件细分法。由于软件细分法不需要额外的硬件电路，故成本较低。现有的微处理器软件细分方法是状态查询法。光栅传感器输出两路相位相差为90°的方波信号A和B，将A、B两相信号分别接微处理器的两个输入口，如IN1，IN2，CPU定时或循环查询这两个输入口的状态，进行如下判断： 

（1）如下图1所示正向移动状态示意图：若A、B两相信号状态的相对变化为：00→10→11→01→00，就可判断 A相信号超前于B相信号，光栅为正向移动，并且每发生一次状态变化，计数器加1，并且一个周期内共可实现4次加计数，从而实现正向移动状态的四细分计数。

（2）如下图2所示反向移动状态示意图:若A、B两相信号状态的相对变化为:00→01→11→10→00，就可判断 A相信号滞后于B相信号，光栅为反向移动，并且每发生一次变化，计数器减1，并且一个周期内共可实现4次减计数，从而实现反向移动状态的四细分计数。

综合上述分析，可以得出处理模块状态转换图3其中“+”、“–”分别表示计数器加/减1。 状态查询法存在占用CPU时间长，响应慢，容许的最高运动速度受采样间隔时间的限制而比较低等缺点。

发明内容

本发明是针对光栅细分方法中软件细分方法占用CPU时间较长、速度低，硬件细分方法复杂、成本高的问题，提出一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法，采用微处理器作为控制器，利用双中断（上升沿和下降沿触发）方式对光栅输出的正交方波信号进行四细分、判向及计数。该方法与传统的硬件细分法和现有的状态查询软件细分法相比，具有实时性好、稳定性高、抗干扰能力强等优点。

本发明的技术方案为：一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法，光栅位移传感器输出两路相位差为90°的方波信号A和B，A、B两相信号的脉冲数表示光栅走过的位移量，当光栅正向移动时，光栅输出的A相信号的相位超前于B相信号90°，当光栅反向移动时，光栅输出的A相信号的相位滞后于B相信号90°，将A、B两相信号分别接微处理器的两个中断输入口，设两个中断输入口为INT0、INT1进行如下判断：

1）当A相信号INT0进入中断，则在其中断服务程序中读B相信号INT1的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志，

如A上升沿触发时，B为0；A下降沿触发时，B为1；即A为1时，B为0；A为0时，B为1，A^B=1，此时计数器加1，为正向移动；

如A上升沿触发时，B为1；A下降沿触发时，B为0；即A为1时，B为1；A为0时，B为0，A^B=0，此时计数器减1，为反向移动；

2）当B相信号INT1进入中断，则在其中断服务程序中读A相信号INT0的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志，

如B上升沿触发时，A为1；B下降沿触发时，A为0；即B为1时，A为1；B为0时，A为0，A^B=0，此时，计数器加1，为正向移动；

如B上升沿触发时，A为0；B下降沿触发时，A为1；即B为1时，A为0；B为0时，A为1，A^B=1，此时，计数器减1，为反向移动。

本发明的有益效果在于：本发明基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法，此方法响应速度快、成本低，与传统的硬件细分法和现有的状态查询软件细分法相比，具有实时性好、稳定性高、抗干扰能力强等优点。

附图说明

图1为现有技术光栅正向移动时输出信号示意图；

图2为现有技术光栅反向移动时输出信号示意图；

图3为现有技术处理模块状态转换示意图；

图4为本发明A相信号进中断，光栅正向移动时输出信号示意图；

图5为本发明A相信号进中断，光栅反向移动时输出信号示意图；

图6为本发明B相信号进中断，光栅正向移动时输出信号示意图；

图7为本发明B相信号进中断，光栅反向移动时输出信号示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法。光栅位移传感器输出两路相位差为90°的方波信号A和B，用A、B两相信号的脉冲数表示光栅走过的位移量，标志光栅分正向与反向移动。如图1所示，当光栅正向移动时，光栅输出的A相信号的相位超前于B相信号90°；如图2所示，当光栅反向移动时，光栅输出的A相信号的相位滞后于B相信号90°。本发明采用双中断（上升沿和下降沿触发）的方式对光栅输出的正交方波信号进行四细分、判向及计数。

A、B两相信号分别接微处理器的两个中断输入口，如INT0、INT1

（1）当A相信号（INT0）进入中断，则在其中断服务程序中读B相信号（INT1）的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志，

① 如图4所示：A上升沿触发时，B为0；A下降沿触发时，B为1；即A为1时，B为0；A为0时，B为1。综上：A^B=1，此时计数器加1，为正向移动；

② 如图5所示：A上升沿触发时，B为1；A下降沿触发时，B为0；即A为1时，B为1；A为0时，B为0。综上：A^B=0，此时计数器减1，为反向移动。

（2）当B相信号（INT1）进入中断，则在其中断服务程序中读A相信号（INT0）的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志，

① 如图6所示： B上升沿触发时，A为1；B下降沿触发时，A为0；即B为1时，A为1；B为0时，A为0。综上：A^B=0，此时，计数器加1，为正向移动；

② 如图7所示： B上升沿触发时，A为0；B下降沿触发时，A为1；即B为1时，A为0；B为0时，A为1；综上： A^B=1，此时，计数器减1，为反向移动。

Claims (1)

1.一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法，其特征在于，光栅位移传感器输出两路相位差为90°的方波信号A和B，A、B两相信号的脉冲数表示光栅走过的位移量，当光栅正向移动时，光栅输出的A相信号的相位超前于B相信号90°，当光栅反向移动时，光栅输出的A相信号的相位滞后于B相信号90°，将A、B两相信号分别接微处理器的两个中断输入口，设两个中断输入口为INT0、INT1进行如下判断：

1）当A相信号INT0进入中断，则在其中断服务程序中读B相信号INT1的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志，

如A上升沿触发时，B为0；A下降沿触发时，B为1；即A为1时，B为0；A为0时，B为1，A^B=1，此时计数器加1，为正向移动；

如A上升沿触发时，B为1；A下降沿触发时，B为0；即A为1时，B为1；A为0时，B为0，A^B=0，此时计数器减1，为反向移动；

2）当B相信号INT1进入中断，则在其中断服务程序中读A相信号INT0的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志，

如B上升沿触发时，A为1；B下降沿触发时，A为0；即B为1时，A为1；B为0时，A为0，A^B=0，此时，计数器加1，为正向移动；

如B上升沿触发时，A为0；B下降沿触发时，A为1；即B为1时，A为0；B为0时，A为1，A^B=1，此时，计数器减1，为反向移动。

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