CN108061564B - 一种增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法，属于烟草电子烟支质量在线检测自动控制领域。本发明一种增量编码器相位信号使用单线传输并进行识别和同步的方法，有效减少了烟支质量检测外挂检测设备的控制器与控制组件之间的编码器信号线数量，节约了控制器的接口资源，降低了现场布线困难程度。

Description

一种增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法
技术领域
本发明属于烟草电子烟支质量在线检测自动控制领域，具体涉及烟支质量检测外挂检测设备的控制器利用单根电气导线向控制组件发送编码器信号的一种增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法。
背景技术
一般增量编码器需要5根线与控制器相连接，分别为A相、B相、Z相信号线以及电源线和地线。当控制器的其他控制组件需要从控制器中获得编码器相位信号时，需要至少3根信号线以达到同步编码器信号的目的。但随着控制组件的增多，接线增多的同时控制器的接口资源也被大量占用，无疑会浪费很多资源，增加成本；并且现场布线困难程度随着线缆数量的增加而增加。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法，其中，增量编码器包含A相信号线、B相信号线、Z相信号线共3根信号线；
A相信号线，被配置为用于相位计数；
B相信号线，被配置为用于确定编码器的正、反转情况；
Z相信号线，被配置为用于相位清零；
所述的增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法，采用烟支质量检测外挂检测设备的控制器(下面简称控制器)和检测设备的控制组件(下面简称控制组件)，烟支质量检测外挂检测设备的控制器和检测设备的控制组件之间的编码器信号通过一根电气导线连接，具体包括如下步骤：
步骤1：将编码器的正转、反转和清零信号利用两种频率的信号进行传输；高频信号脉宽小，低频信号脉宽大，通过测量脉冲宽度来识别不同频率信号；
步骤2：控制器通过一根电气导线将编码器信号传输给控制组件，控制组件中的MCU对控制器传输来的编码器信号的脉冲宽度进行测量、识别并计数，以确定所传输的信号类别；
步骤3：实现Z相信号的清零同步。
优选地，在步骤2中，如果控制组件中的MCU测量的A相信号的上升沿和下降沿之间的脉冲宽度t`很窄，其中，t`<T/4；T为增量编码器的两次A相信号的时间间隔；则该信号类型为增量编码器反转信号，在控制组件中，计步-1；
如果控制组件中的MCU测量的单线传输的编码器信号的脉冲宽度为t`，其中，(n-1)*t`<T/2，n为脉冲计数值，即脉冲宽度为t`的脉冲个数；则该信号类型为增量编码器的Z相清零信号，在控制组件中，计步清零；
如果控制组件中的MCU测量的单线传输的编码器信号的脉冲宽度t>2*t`；则该信号类型为增量编码器正转信号，在控制组件中，计步+1。
优选地，在步骤3中，增量编码器发出Z信号，控制器Z信号后发出指定频率的方波以使控制组件计步清零，用于消除累计误差。
本发明所带来的有益技术效果：
本发明一种增量编码器相位信号使用单线传输并进行识别和同步的方法，有效减少了控制器与控制组件之间的编码器信号线数量，节约了控制器的接口资源，降低了现场布线困难程度。
附图说明
图1为增量编码器信号进入控制器之前的原始波形图。
图2为正转情况下单线传输信号波形图。
图3为反转情况下单线传输信号波形图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
为叙述方便，假设增量编码器某一时刻的最大信号频率为f，对应最小周期为T。
利用单线传输，关键在于信号的识别，我们需要在控制器的其他组件中测量I/O信号的上下沿之间的时间间隔来确定该信号类型。测量脉冲宽度的技术很成熟，例如利用定时器的计数差来测量脉冲宽度。
图1为增量编码器信号进入控制器之前的原始波形图。
在控制器接收到增量编码器信号后，在A相信号的边沿(如下降沿)翻转I/O口电平。在控制器的其他组件中，信号上升下降沿都可以触发响应。假设增量编码器的两次A相位信号的时间间隔为T，如果测量的A相信号的上升沿和下降沿之间脉冲宽度t`很窄(如设置t`＝1us,t`的大小根据T来确定，须满足t`<T/4)，则该信号类型为编码器反转信号(如图3所示)，在控制组件中，计步-1；其中，图3中的第4条波形为反转情况下单根电气线中的信号波形。如果收到多次宽度为t`的脉冲(如n次，须满足(n-1)*t`<T/2)，则该信号类型为相位清零信号，在控制组件中，计步清零；如果测量的脉冲宽度大于t`，考虑到测量精度的问题，可以设置为如果测量的脉冲宽度t>2*t`，则该信号类型为正转信号(如图2所示)，在控制组件中，计步+1。图2的第4条波形为正转情况下单根电气线中的信号波形。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法，其特征在于：其中，增量编码器包含A相信号线、B相信号线、Z相信号线共3根信号线；
A相信号线，被配置为用于相位计数；
B相信号线，被配置为用于确定编码器的正、反转情况；
Z相信号线，被配置为用于相位清零；
所述的增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法，采用控制器和控制组件，控制器和控制组件之间通过一根电气导线连接，具体包括如下步骤：
步骤1：将编码器的正转、反转和清零信号利用两种频率的信号进行传输；高频信号脉宽小，低频信号脉宽大，通过测量脉冲宽度来识别不同频率信号；
步骤2：控制器通过一根电气导线将编码器信号传输给控制组件，控制组件中的MCU对控制器传输来的编码器信号的脉冲宽度进行测量、识别并计数，以确定所传输的信号类别；
步骤3：实现Z相信号的清零同步。
2.根据权利要求1所述的增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法，其特征在于：在步骤2中，如果控制组件中的MCU测量的A相信号的上升沿和下降沿之间的脉冲宽度t`很窄，其中，t`<T/4；T为增量编码器的两次A相信号的时间间隔；则该信号类型为增量编码器反转信号，在控制组件中，计步-1；
如果控制组件中的MCU测量的单线传输的编码器信号的脉冲宽度为t`，其中，(n-1)*t`<T/2，n为脉冲计数值，即脉冲宽度为t`的脉冲个数；则该信号类型为增量编码器的Z相清零信号，在控制组件中，计步清零；
如果控制组件中的MCU测量的单线传输的编码器信号的脉冲宽度t>2*t`；则该信号类型为增量编码器正转信号，在控制组件中，计步+1。
3.根据权利要求1所述的增量编码器相位信号单线传输识别和同步方法，其特征在于：在步骤3中，增量编码器发出Z信号，控制器接收Z信号后发出指定频率的方波以使控制组件计步清零，用于消除累计误差。
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