CN103885778A

CN103885778A - 光栅细分和判向方法

Info

Publication number: CN103885778A
Application number: CN201410113912.XA
Authority: CN
Inventors: 蔡锦达; 齐建虹; 黄帅; 许鹏程
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2014-06-25

Abstract

一种光栅细分和判向方法，采用微处理器进行光栅细分和判向，所涉及的方波信号由光栅传感器输出，光栅传感器分别输出两路相位差为90°的方波信号A和方波信号B，A和B分别接微处理器的两个中断输入口，微处理器中设置有上升沿和下降沿中断，并设有中断服务程序。当A进入中断，中断服务程序读取B的状态，并判断A和B的状态值的异或值；当B进入中断，则中断服务程序读取A的状态，并判断A和B的状态值的异或值。根据本发明所提供的光栅细分和判向方法，采用双中断（即上升沿和下降沿触发）的方式对输出的A和B进行四细分，大大缩短了中断服务程序的处理计算时间，提高了计算效率，实时性较高，稳定性好，抗干扰能力强。

Description

光栅细分和判向方法

技术领域

本发明涉及一种光栅细分和判向方法，具体涉及一种基于上升沿和下降沿的双中断的采用软件法对光栅进行细分和判向的方法。

背景技术

现有的光栅细分和判向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。

采用硬件细分法对光栅进行细分是目前应用较多的方法，但该方法通常需要额外的硬件电路，故成本较高。

而目前的软件细分法由于需要微处理器（CPU）对光栅传感器输出的光栅信号进行实时监控和扫描，导致CPU的处理任务较大，从而占用CPU的工作时间较长，计算结果的实时性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种光栅细分和判向方法，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种光栅细分和判向方法，采用微处理器进行光栅细分和判向，所涉及的方波信号由光栅传感器输出，其特征在于：光栅传感器分别输出两路相位差为90°的方波信号A和方波信号B，方波信号A和方波信号B分别接微处理器的两个中断输入口，微处理器中设置有上升沿和下降沿中断，并设有中断服务程序。

当方波信号A的上升沿或下降沿在微处理器中产生中断，则中断服务程序读取方波信号B的状态，并判断方波信号A和方波信号B的状态值的异或值，然后根据判断结果得出光栅的移动方向，同时在计数器上做加计数或减计数；

当方波信号B的上升沿或下降沿在微处理器中产生中断，则中断服务程序读取方波信号A的状态，并判断方波信号A和方波信号B的状态值的异或值，然后根据判断结果得出光栅的移动方向，同时在计数器上做加计数或减计数。

本发明及技术方案的进一步的特征在于：当方波信号A进入中断时，移动方向及加计数或者减计数的判断方法为：

当A的上升沿触发时，B为0，或者当A的下降沿触发时，B为1，即A为1时，B为0；A为0时，B为1，光栅为正向移动，计数器为加1计数；

当A的上升沿触发时，B为1，或者A的下降沿触发时，B为0；即A为1时，B为1；A为0时，B为0，光栅为反向移动，计数器为减1计数。

本发明及技术方案的进一步的特征在于：当方波信号B进入中断时，移动方向及加计数或者减计数的判断方法为：

当B的上升沿触发时，A为1，或者当B的下降沿触发时，A为0，即B为1时，A为1，B为0时，A为0，光栅为正向移动，计数器为加1计数；

当B的上升沿触发时，A为0，或者当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，光栅为反向移动，计数器为减1计数。

本发明及技术方案的进一步的特征在于：方波信号B的状态为：当A的上升沿或下降沿在微处理器中产生中断时，方波信号B的信号值；方波信号A的状态为：当Ｂ的上升沿或下降沿在微处理器中产生中断时，方波信号A的信号值。

发明的作用与效果

根据本发明所提供的光栅细分和判向方法，与现有的基于软件法的细分方法相比，由于采用双中断（即上升沿和下降沿触发）的方式对输出的方波信号A和方波信号B进行四细分，并根据一路信号（A或B）的状态即可判断出方波信号A和方波信号B的状态值的异或值，判断完毕后根据判断结果直接得出光栅的移动方向，同时在计数器上做加计数或减计数，大大缩短了中断服务程序的处理计算时间，提高了计算效率，实时性较高，进而使该方法稳定性好，抗干扰能力强。

另外，与现有的基于软件法的细分方法相比，现有技术需要对光栅信号进行实时扫描监控，占用CPU的时间较多；采用双中断的方式对输出的方波信号A和方波信号B进行四细分，只需在光栅信号产生中断时进行处理即可，减少了占用CPU的工作时间，大大降低了CPU的负担，从而使CPU的计算速率得到进一步提高。

另外，与现有的硬件细分发相比，由于本发明所涉及的光栅细分和判向方法不需要额外的硬件电路，因而成本较低。

附图说明

图1为实施例中A相信号进中断，光栅正向移动时输出信号示意图；

图2为实施例中A相信号进中断，光栅反向移动时输出信号示意图；

图3为实施例中B相信号进中断，光栅正向移动时输出信号示意图；以及

图4为实施例中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

以下结合附图，对本发明所涉及的光栅细分和判向方法的具体实施形态做进一步描述。

<实施例>

本实施例采用双中断（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。

光栅传感器输出相位差为90°的方波信号A（又称A相信号）和方波信号B（又称B相信号），用A、B两相信号的脉冲数表示光栅走过的位移量，用A、B两相信号相位关系即A相信号超前还是落后B相信号标志光栅正向与反向移动。A、B两相信号分别接微处理器的INT0、INT1两个中断输入口。微处理器中设置有上升沿中断和下降沿中断，并设有中断服务程序。

图1为实施例中A相信号进中断，光栅正向移动时输出信号示意图。

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°。

图2为实施例中A相信号进中断，光栅反向移动时输出信号示意图。

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°。

（1）当A相信号（INT0）的上升沿或下降沿在所述微处理器中产生中断，则中断服务程序中读取B相信号（INT1）的信号值的状态，根据B相信号（INT1）的信号值的状态，判断A、B两相信号的状态值的异或值，并将判断结果作为计数器输出值的加减标志。

①如图1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，此时光栅为正向移动，计数器作加1计数；

②如图2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，此时光栅为反向移动，计数器作减1计数。

（2）当B相信号（INT1）的上升沿或下降沿在所述微处理器中产生中断，则中断服务程序中读取A相信号（INT0）的信号值的状态，根据A相信号（INT0）的信号值的状态，判断A、B信号状态值的异或值，并将判断结果作为计数器输出值的加减标志。

图3为实施例中B相信号进中断，光栅正向移动时输出信号示意图。

①如图3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，此时光栅为正向移动，计数器作加1计数；

②如图4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，此时光栅为反向移动，计数器作减1计数。

实施例的作用与效果

根据本实施例所提供的光栅细分和判向方法，与现有的基于软件法的细分方法相比，由于采用双中断（即上升沿和下降沿触发）的方式对输出的方波信号A和方波信号B进行四细分，并根据一路信号（A或B）的状态即可判断出方波信号A和方波信号B的状态值的异或值，判断完毕后根据判断结果直接得出光栅的移动方向，同时在计数器上做加计数或减计数，大大缩短了中断服务程序的处理计算时间，提高了计算效率，实时性较高，进而使该方法稳定性好，抗干扰能力强。

另外，与现有的基于软件法的细分方法相比，现有技术需要对光栅信号进行实时扫描监控，占用CPU的时间较多；采用双中断的方式对输出的方波信号A和方波信号B进行四细分，只需在光栅信号产生中断时进行处理即可，减少了占用CPU的时间，大大降低了CPU的负担，从而使CPU的计算速率得到进一步提高。

另外，与现有的硬件细分发相比，由于本实施例所涉及的光栅细分和判向方法不需要额外的硬件电路，因而成本较低。

当然，本发明所涉及的光栅细分和判向方法并不仅仅限定于上述实施例中的内容。以上内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种光栅细分和判向方法，采用微处理器对所述光栅进行细分和判向，所涉及的方波信号由光栅传感器输出，其特征在于：

所述光栅传感器分别输出相位差为90°的方波信号A和方波信号B，所述方波信号A和所述方波信号B分别接所述微处理器的两个中断输入口，所述微处理器中设置有上升沿中断和下降沿中断，并设有中断服务程序，

当所述方波信号A的上升沿或下降沿在所述微处理器中产生中断，则所述中断服务程序读取所述方波信号B的状态，并判断所述方波信号A和所述方波信号B的状态值的异或值，然后根据判断结果得出所述光栅的移动方向，同时在计数器上做加计数或减计数；

当所述方波信号B的上升沿或下降沿产生中断，则所述中断服务程序读取所述方波信号A的状态，并判断所述方波信号A和所述方波信号B的状态值的异或值，然后根据判断结果得出所述光栅的移动方向，同时在计数器上做加计数或减计数。

2.根据权利要求1所述的光栅细分和判向方法，其特征在于：

其中，当所述方波信号A的上升沿或下降沿产生中断，所述移动方向及所述加计数或者所述减计数的判断方法为：

当所述A的上升沿产生中断时，B为0，或者当所述A的下降沿产生中断时，B为1，即A为1时，B为0；A为0时，B为1，所述光栅为正向移动，计数器为加1计数；

当所述A的上升沿产生中断时，B为1，或者所述A的下降沿产生中断时，B为0；即A为1时，B为1；A为0时，B为0，所述光栅为反向移动，计数器为减1计数。

3.根据权利要求1所述的光栅细分和判向方法，其特征在于：

其中，当所述方波信号B的上升沿或下降沿产生中断，所述移动方向及所述加计数或者所述减计数的判断方法为：

当所述B的上升沿产生中断时，A为1，或者当B的下降沿产生中断时，A为0，即B为1时，A为1，B为0时，A为0，所述光栅为正向移动，计数器为加1计数；

当所述B的上升沿产生中断时，A为0，或者当B下降沿产生中断时，A为1，即B为1时，A为0，B为0时，A为1，所述光栅为反向移动，计数器为减1计数。

4.根据权利要求1所述的光栅细分和判向方法，其特征在于：

其中，所述方波信号B的状态为：当所述A的上升沿或下降沿在所述微处理器中产生中断时，所述方波信号B的信号值；

所述方波信号A的状态为：当所述Ｂ的上升沿或下降沿在所述微处理器中产生中断时，所述方波信号A的信号值。