CN109737995B - 基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法 - Google Patents

基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109737995B
CN109737995B CN201910024277.0A CN201910024277A CN109737995B CN 109737995 B CN109737995 B CN 109737995B CN 201910024277 A CN201910024277 A CN 201910024277A CN 109737995 B CN109737995 B CN 109737995B
Authority
CN
China
Prior art keywords
timer
channel
pulse
encoder
outputs
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.)
Active
Application number
CN201910024277.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109737995A (zh
Inventor
贺岗志
廖文龙
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.)
Kuwa Technology Co ltd
Original Assignee
Cowa Robotic 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 Cowa Robotic Co ltd filed Critical Cowa Robotic Co ltd
Priority to CN201910024277.0A priority Critical patent/CN109737995B/zh
Publication of CN109737995A publication Critical patent/CN109737995A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109737995B publication Critical patent/CN109737995B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法，包括：第一定时器：工作于脉宽调制模式，包括N+1路输出，其中N路输出用于驱动电机，第N+1路输出的占空比最小，形成与N路输出同步的单脉冲输出至第二定时器及第三定时器；第二定时器：连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计数；第三定时器：连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计时。采用与PWM周期同步的触发信号，获取正交编码器在一个PWM周期内精确的脉冲个数与单个脉冲的时间，得到在一个PWM周期精确的速度值，对于作高精度控制有非常重大的意义。

Description

基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法
技术领域
本发明涉及采集电路技术领域，具体地，涉及基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法。
背景技术
正交编码器的采集可以由FPGA来完成，并采用M-T算法来提高采集的精度，这也是许多电机驱动设备常用的方法，例如：一种基于校准技术提高编码器精度的方法。
正交编码器的采集也可以由DSP来完成，DSP部分(特别是TI的产品)的外设功能(本专利主要为定时器部分的功能)，结合M-T算法也可以实现编码器的高精度采集，但其很难严格保持与系统控制时的刻一致。
以上两类产品的缺陷十分明显：
a:FPGA在实现编码器方面需要的单位成本远高于相应的单片机平台，而且目前FPGA的开发灵活度低于基于ARM的信号处理芯片。
b:DSP运算处理芯片与基于ARM单片机平台的运算处理芯片相比，开发难度与周期都要求较高，而且基于DSP运算处理芯片相对成本高于基于ARM单片机平台的运算处理芯片，另外如何结合系统控制(通常为PWM控制)较为困难。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法。
根据本发明提供的一种基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统，包括：
第一定时器：工作于脉宽调制模式，包括N+1路输出，其中N路输出用于驱动电机，第N+1路输出的占空比最小，形成与N路输出同步的单脉冲输出至第二定时器及第三定时器；
第二定时器：连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计数；
第三定时器：连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计时。
较佳的，所述第二定时器包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道和所述第二通道分别连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计数，所述第三通道连接所述第一定时器的第N+1路输出，用于锁存脉冲时刻的脉冲的计数值。
较佳的，所述第三定时器包括第四通道、第五通道和第六通道，所述第四通道和第五通道通过异或门连接正交编码器的A、B相，获取异或门输出信号的上升沿及下降沿，所述第六通道连接所述第一定时器的第N+1路输出，用于锁存脉冲时刻k的脉冲出现的时间值。
较佳的，还包括：
计数计时模块：分别连接所述第一定时器、所述第二定时器和所述第三定时器，采用MT方法得到k时刻的速度Vk：
Figure BDA0001941901470000021
其中，T为脉宽调制模式的PWM周期时长，Pk为脉冲的计数值，Tk为脉冲出现的时间值。
根据本发明提供的一种基于分布式定时器的增量式编码器的采集方法，包括：
将第一定时器工作于脉宽调制模式，包括N+1路输出，其中N路输出用于驱动电机，第N+1路输出的占空比最小，形成与N路输出同步的单脉冲输出至第二定时器及第三定时器；
通过连接正交编码器的A、B相的第二定时器对正交编码器进行脉冲计数；
通过连接正交编码器的A、B相的第三定时器对正交编码器进行脉冲计时。
较佳的，所述第二定时器包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道和所述第二通道分别连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计数，所述第三通道连接所述第一定时器的第N+1路输出，用于锁存脉冲时刻的脉冲的计数值。
较佳的，所述第三定时器包括第四通道、第五通道和第六通道，所述第四通道和第五通道通过异或门连接正交编码器的A、B相，获取异或门输出信号的上升沿及下降沿，所述第六通道连接所述第一定时器的第N+1路输出，用于锁存脉冲时刻k的脉冲出现的时间值。
较佳的，还包括：
根据脉冲的计数值和脉冲出现的时间值，采用MT方法得到k时刻的速度Vk：
Figure BDA0001941901470000031
其中，T为脉宽调制模式的PWM周期时长，Pk为脉冲的计数值，Tk为脉冲出现的时间值。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
由于采用与PWM周期同步的触发信号，获取正交编码器在一个PWM周期内精确的脉冲个数与单个脉冲的时间，得到在一个PWM周期精确的速度值，对于作高精度控制有非常重大的意义。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的架构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供的一种基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统，包括：
第一定时器：工作于脉宽调制模式，包括N+1路输出，其中N路输出用于驱动电机，第N+1路输出的占空比最小，形成与N路输出同步的单脉冲输出至第二定时器及第三定时器；
第二定时器：连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计数；第二定时器包括第一通道、第二通道和第三通道，第一通道和第二通道分别连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计数，第三通道连接第一定时器的第N+1路输出，用于锁存脉冲时刻的脉冲的计数值。
第三定时器：连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计时。第三定时器包括第四通道、第五通道和第六通道，第四通道和第五通道通过异或门连接正交编码器的A、B相，获取异或门输出信号的上升沿及下降沿，第六通道连接第一定时器的第N+1路输出，用于锁存脉冲时刻k的脉冲出现的时间值。
计数计时模块：分别连接第一定时器、第二定时器和第三定时器，采用MT方法得到k时刻的精确的速度Vk：
Figure BDA0001941901470000041
其中，T为脉宽调制模式的PWM周期时长，Pk为脉冲的计数值，Tk为脉冲出现的时间值。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (2)

1.一种基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统，其特征在于，包括：
第一定时器：工作于脉宽调制模式，包括N+1路输出，其中N路输出用于驱动电机，第N+1路输出的占空比最小，形成与N路输出同步的单脉冲输出至第二定时器及第三定时器；
第二定时器：连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计数；
第三定时器：连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计时；
计数计时模块：分别连接所述第一定时器、所述第二定时器和所述第三定时器，采用MT方法得到k时刻的速度Vk：
Figure FDA0002964377200000011
其中，T为脉宽调制模式的PWM周期时长，Pk为脉冲的计数值，Tk为脉冲出现的时间值；
所述第二定时器包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道和所述第二通道分别连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计数，所述第三通道连接所述第一定时器的第N+1路输出，用于锁存脉冲时刻的脉冲的计数值；
所述第三定时器包括第四通道、第五通道和第六通道，所述第四通道和第五通道通过异或门连接正交编码器的A、B相，获取异或门输出信号的上升沿及下降沿，所述第六通道连接所述第一定时器的第N+1路输出，用于锁存脉冲时刻k的脉冲出现的时间值。
2.一种基于分布式定时器的增量式编码器的采集方法，其特征在于，包括：
将第一定时器工作于脉宽调制模式，包括N+1路输出，其中N路输出用于驱动电机，第N+1路输出的占空比最小，形成与N路输出同步的单脉冲输出至第二定时器及第三定时器；
通过连接正交编码器的A、B相的第二定时器对正交编码器进行脉冲计数；
通过连接正交编码器的A、B相的第三定时器对正交编码器进行脉冲计时；
根据脉冲的计数值和脉冲出现的时间值，采用MT方法得到k时刻的速度Vk：
Figure FDA0002964377200000012
其中，T为脉宽调制模式的PWM周期时长，Pk为脉冲的计数值，Tk为脉冲出现的时间值；
所述第二定时器包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道和所述第二通道分别连接正交编码器的A、B相，对正交编码器进行脉冲计数，所述第三通道连接所述第一定时器的第N+1路输出，用于锁存脉冲时刻的脉冲的计数值；
所述第三定时器包括第四通道、第五通道和第六通道，所述第四通道和第五通道通过异或门连接正交编码器的A、B相，获取异或门输出信号的上升沿及下降沿，所述第六通道连接所述第一定时器的第N+1路输出，用于锁存脉冲时刻k的脉冲出现的时间值。
CN201910024277.0A 2019-01-10 2019-01-10 基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法 Active CN109737995B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910024277.0A CN109737995B (zh) 2019-01-10 2019-01-10 基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910024277.0A CN109737995B (zh) 2019-01-10 2019-01-10 基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109737995A CN109737995A (zh) 2019-05-10
CN109737995B true CN109737995B (zh) 2021-05-04

Family

ID=66364370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910024277.0A Active CN109737995B (zh) 2019-01-10 2019-01-10 基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109737995B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS611296A (ja) * 1984-06-12 1986-01-07 Nippon Denso Co Ltd 電動機パルス変調制御装置
CN103368496A (zh) * 2013-03-15 2013-10-23 上海大学 一种基于dsp的变频器m/t测速系统和方法
CN104569472A (zh) * 2015-01-23 2015-04-29 上海大学 一种基于光电脉冲编码器的速度获取方法
CN104849549A (zh) * 2015-04-21 2015-08-19 深圳市海浦蒙特科技有限公司 测量脉冲频率的方法及系统
CN105738642A (zh) * 2016-02-03 2016-07-06 上海新源工业控制技术有限公司 一种四路并行采样的t法电机测速方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS611296A (ja) * 1984-06-12 1986-01-07 Nippon Denso Co Ltd 電動機パルス変調制御装置
CN103368496A (zh) * 2013-03-15 2013-10-23 上海大学 一种基于dsp的变频器m/t测速系统和方法
CN104569472A (zh) * 2015-01-23 2015-04-29 上海大学 一种基于光电脉冲编码器的速度获取方法
CN104849549A (zh) * 2015-04-21 2015-08-19 深圳市海浦蒙特科技有限公司 测量脉冲频率的方法及系统
CN105738642A (zh) * 2016-02-03 2016-07-06 上海新源工业控制技术有限公司 一种四路并行采样的t法电机测速方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109737995A (zh) 2019-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107222189B (zh) 一种数字脉冲宽度调制器
CN104460304A (zh) 一种具有自动校正功的高分辨率时间间隔测量装置
CN105656456A (zh) 一种高速高精度数字脉冲发生电路及脉冲发生方法
Doolittle et al. Digital low-level RF control using non-IQ sampling
CN203275520U (zh) 基于重合脉冲计数的异频信号相位重合检测系统
CN103186097A (zh) 基于fpga的高分辨率时间间隔测量装置
CN104121956A (zh) 一种时差式超声波流量计时差测量方法
CN109737995B (zh) 基于分布式定时器的增量式编码器的采集系统及方法
EP3059865A1 (en) Method and device for clock calibration, corresponding apparatus
CN116015253A (zh) 自校正延迟电路、微处理芯片和电机控制系统
CN103412474B (zh) 基于fpga的tdc-gp2测时范围高精度扩展电路
JP5661953B1 (ja) プログラマブルコントローラ
US9065475B2 (en) Sin-Cos sensor arrangement, integrated circuit and method therefor
CN109391247B (zh) 一种基于pwm信号的滤波器、处理电路及芯片
CN115356532B (zh) 微处理器多路测频系统及其测频方法
CN102916690B (zh) 一种本振时钟频率平移电路
CN103475344B (zh) 一种带防出错机制的鉴相倍频逻辑电路
CN113328745A (zh) 一种时间间隔测量系统及方法
CN102361445B (zh) 基于数字频率合成器的高精度协议脉冲发生器
CN113645371B (zh) 飞行时间传感器行方向相位固定模式噪声消除装置和方法
CN105092876A (zh) 速度传感器抗干扰脉冲计数方法和装置
CN103616840A (zh) 一种基于fpga的速度自适应测量装置
Liu et al. A low power pulse generator for test platform applications
CN1719352A (zh) 基于流水线逻辑控制和游标时间内插方法的连续测时系统
JP2795443B2 (ja) 位置検出信号の処理方式

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: Room 7004, 7th floor, Jiujiang Electronic Industrial Park, Jiujiang District, Wuhu City, Anhui Province

Patentee after: Kuwa Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: Room 7004, 7th floor, Jiujiang Electronic Industrial Park, Jiujiang District, Wuhu City, Anhui Province

Patentee before: ANHUI COWAROBOT Co.,Ltd.

Country or region before: China

CP03 Change of name, title or address