CN110620584A - 一种采集处理编码器信号的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采集处理编码器信号的方法，属于烟草加工设备技术领域，本发明通过对原机MICROII绝对值编码器信号进行处理，在不改变原机各编码信号使用需求的条件下，实现新系统编码信号采集、处理和使用功能；硬件电路需要隔离放大电流；软件上需要实现格雷码转换成自然二进制码，即将原机的编码器的高九位一一对应所需的自然二进制码。本发明成功解决了外接系统需要使用MICROII系统原绝对值编码器信号的需求，保障原系统和新系统的连续稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于烟草设备加工领域，更具体的说设计一种采集处理编码器信号的方法。
背景技术
在精确定位控制系统中，为了提高控制精度，准确测量控制对象的位置是十分重要的。目前，检测位置的办法有两种：其一是使用位置传感器，测量到的位移量由变送器经A/D转换成数字量送至系统进行进一步处理。此方法精度高，但在多路、长距离位置监控系统中，由于其成本昂贵，安装困难，因此并不实用；其二是采用光电轴角编码器进行精确位置控制。光电轴角编码器根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。而绝对式编码器是直接输出数字量的传感器，它是利用自然二进制或循环二进制(格雷码) 方式进行光电转换的，编码的设计一般是采用自然二进制码、循环二进制码、二进制补码等。特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码；抗干扰能力强，没用累积误差；电源切断后位置信息不会丢失，但分辨率是由二进制的位数决定的，根据不同的精度要求，可以选择不同的分辨率即位数。目前有 10位、11位、12位、13位、14位或更高位等多种。
其中采用循环二进制编码的绝对式编码器，其输出信号是一种数字排序,不是权重码，每一位没有确定的大小，不能直接进行比较大小和算术运算，也不能直接转换成其他信号，要经过一次码变换，变成自然二进制码，在由上位机读取以实现相应的控制，而在码制变换中有不同的处理方式。
格雷码又叫循环二进制码或反射二进制码，在数字系统中只能识别0和1，各种数据要转换为二进制代码才能进行处理，格雷码是一种无权码，采用绝对编码方式，典型格雷码是一种具有反射特性和循环特性的单步自补码，它的循环、单步特性消除了随机取数时出现重大误差的可能，它的反射、自补特性使得求反非常方便。格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式，因为，自然二进制码可以直接由数/模转换器转换成模拟信号，但某些情况，例如从十进制的3转换成4时二进制码的每一位都要变，使数字电路产生很大的尖峰电流脉冲。而格雷码则没有这一缺点，它是一种数字排序系统，其中的所有相邻整数在它们的数字表示中只有一个数字不同。它在任意两个相邻的数之间转换时，只有一个数位发生变化。它大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。另外由于最大数与最小数之间也仅一个数不同，故通常又叫格雷反射码或循环码。
发明内容
本发明成功解决了外接系统需要使用MICROII系统原绝对值编码器信号的需求，保障原系统和新系统的连续稳定运行。
为了解决上述问题，本发明是采用以下技术方案实现的：一种采集处理编码器信号的方法，其特征在于：所述的采集处理编码器信号的方法包括软件实现方法(1)，硬件实现方法(2)。
优选的，所述的软件实现方法(1)具体方法为将二进制格雷码与自然二进制码互换。
优选的，所述的硬件实现方法(2)包括自然二进制转换成格雷码电路；二进制格雷码转换成自然二进制码电路；隔离硬件放大电路。
优选的，所述的自然二进制转换成格雷码电路包括三个异或门，三个异或门进行并联输出。
优选的，所述的二进制格雷码转化成自然二进制码电路包括四个异或门，每一个异或门输出的一端作为下一个异或门的输入。
本发明有益效果：
本发明针对外接系统需要使用编码信号作为系统触发信号，考虑到原机已无合适位置来安装新编码器，通过对原机MICROII绝对值编码器信号进行处理。对于新系统角度定位不需要非常精确，只要精确到1度即可，采取原机编码器的的高9位即可。
附图说明
图1为本发明一个实施例的自然二进制转换成格雷码电路图；
图2为本发明一个实施例的二进制格雷码转换成自然二进制码硬件电路；
图3为本发明一个实施例的隔离放大硬件电路；
图4为自然二进制码转换成二进制格雷码转换图；
图5为二进制格雷码转换成自然二进制码转换图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本发明作进一步详细说明，但所举实例不作为对本发明的限定。
下表为几种自然二进制码与格雷码的对照表：
| 十进制数 | 自然二进制数 | 格雷码 | 十进制数 | 自然二进制数 | 格雷码 |
| 0 | 0000 | 0000 | 8 | 1000 | 1100 |
| 1 | 0001 | 0001 | 9 | 1001 | 1101 |
| 2 | 0010 | 0011 | 10 | 1010 | 1111 |
| 3 | 0011 | 0010 | 11 | 1011 | 1110 |
| 4 | 0100 | 0110 | 12 | 1100 | 1010 |
| 5 | 0101 | 0111 | 13 | 1101 | 1011 |
| 6 | 0110 | 0101 | 14 | 1110 | 1001 |
| 7 | 0111 | 0100 | 15 | 1111 | 1000 |
1、自然二进制码转换成二进制格雷码
自然二进制码转换成二进制格雷码，其法则是保留自然二进制码的最高位作为格雷码的最高位，而次高位格雷码为二进制码的高位与次高位相异或，而格雷码其余各位与次高位的求法相类似。
某二进制数为:Bn-1Bn-2…B2B1B0
其对应的格雷码为：Gn-1Gn-2…G2G1G0
其中，最高位保留----Gn-1＝Bn-1
其他各位----i＝0,1,2,3………,n-2.
2、二进制格雷码转换成自然二进制码
二进制格雷码转换成自然二进制码,其法则是保留格雷码的最高位作为自然二进制码的最高位，而次高位自然二进制码为高位自然二进制码与次高位格雷码相异或，而自然二进制码的其余各位与次高位自然二进制码的求法相类似。
某二进制格雷码为:Gn-1Gn-2…G2G1G0
其对应的自然二进制码为为：Bn-1Bn-2…B2B1B0
其中，最高位保留----Bn-1＝Gn-1
其他各位----i＝0,1,2,3………,n-1.
实施例2.硬件实现法
如图2所示，新系统触发拍照时机以及剔除移步部分采取原机的编码器信号。对于新系统角度定位不需要非常精确，只要精确到1度即可，故采取原机编码器的的高9位即可。同时考虑到直接采取原机的信号，为了不影响原机的正常功能，硬件电路需要隔离放大电流，
如图3所示，当输入端Vin为高电平时，此时三极管导通状态，光耦Q1导通，此时输出端Vout输出低电平。当输入端Vin为低电平时，此时三极管处于截止状态，光耦Q1无法导通，此时输出端Vout 输出高电平。
软件上需要实现格雷码转换成自然二进制码，即将原机的编码器的高九位一一对应所需的自然二进制码。
通过对原机MICROII绝对值编码器信号进行处理。对于新系统角度定位不需要非常精确，只要精确到1度即可，采取原机编码器的的高9位即可，同时考虑到直接采取原机的信号，为了不影响原机的正常功能，硬件电路需要隔离放大电流。
当输入端Vin为高电平时，此时三极管导通状态，光耦Q1导通，此时输出端Vout输出低电平。当输入端Vin为低电平时，此时三极管处于截止状态，光耦Q1无法导通，此时输出端Vout输出高电平。软件上需要实现格雷码转换成自然二进制码，即将原机的编码器的高九位一一对应所需的自然二进制码。在不改变原机各编码信号使用需求的条件下，实现新系统编码信号采集、处理和使用功能。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。
Claims (5)
1.一种采集处理编码器信号的方法，其特征在于：所述的采集处理编码器信号的方法包括软件实现方法（1），硬件实现方法（2）。
2.根据权利要求1所述的一种采集处理编码器信号的方法，其特征在于：所述的软件实现方法（1）具体方法为将二进制格雷码与自然二进制码互换。
3.根据权利要求1所述的一种采集处理编码器信号的方法，其特征在于：所述的硬件实现方法（2）包括自然二进制转换成格雷码电路； 二进制格雷码转换成自然二进制码电路；隔离硬件放大电路。
4.根据权利要求3所述的一种采集处理编码器信号的方法，其特征在于：所述的自然二进制转换成格雷码电路包括三个异或门，三个异或门进行并联输出。
5.根据权利要求3所述的一种采集处理编码器信号的方法，其特征在于：所述的二进制格雷码转化成自然二进制码电路包括四个异或门，每一个异或门输出的一端作为下一个异或门的输入。
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