CN112947163B - 一种基于dsp的biss-c协议传感器数据解析与提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于DSP的BISS‑C协议传感器数据解析与提取方法，针对采用FPGA或专用BISS‑C芯片读取位置信号成本高，利用DSP解析造成数据时钟不连续与无法适用任意具有BISS‑C协议的传感器的问题，本发明通过SPI的发送FIFO模块，解决了数据时钟不连续的问题；利用数据起始位的特点，解决不同光电编码器及不同SPI波特率导致Ack段位数长度不一致的问题。该方法实现了只采用DSP的SPI模块就能直接解码具有BISS‑C协议的数据，从而实现只采用DSP芯片就可以完成对具有BISS‑C协议位置传感器的电机进行伺服控制。极大简化了具有BISS‑C协议的光电编码器的转台的控制软件程序，且大大降低了成本。

Description

一种基于DSP的BISS-C协议传感器数据解析与提取方法
技术领域
本发明涉及惯性导航系统校准技术领域，具体涉及一种基于DSP的BISS-C协议传感器数据解析与提取方法。
背景技术
为满足高精度的转台控制需求，现在多数转台的位置传感器采用高达26位甚至32位的光电编码器，光电编码器大多采用BISS-C协议与数据接收系统进行数据交换。
在目前的现有技术中，一般采用的方案是通过FPGA或专用的BISS-C芯片将BISS-C数据解码后传输给驱动控制的主控芯片。使用 FPGA或专用BISS-C芯片会导致整个转台控制方案的成本较高。在一些其他的方案中，是利用DSP的PWM模块或输入IO口模拟BISS-C通信过程中的MA信号等，这样的模拟效果性能较差，且DSP的资源占用率高；或者，虽然选择了采用SPI读取，但因为每个光电编码器BISS-C协议的 Ack段的时间各不相同，且SPI采用不同的波特率，Ack段的位数也会随之变化，其方法不适用于BISS-C协议，且若不使能SPI发送FIFO，和设置SPI发送FIFO的延时为0，用for语句产生的时钟其实是不连续的，因为SPI发送完一帧数据到下一个数据的发送会有延时，这样会导致DSP 的资源占用率高，且数据读取会有跳动，精度差。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于DSP的BISS-C 协议传感器数据解析与提取方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于DSP的BISS-C协议传感器数据解析与提取方法，所述DSP 的SPI模块具有发送FIFO与接收FIFO功能。所述方法包括：
步骤1：初始化DSP并进行SPI模块设置，设置SPI的FIFO发送延时为0，使能SPI模块的发送FIFO与接收FIFO功能。
步骤2：向SPI的发送FIFO连续放入M个16位长度的数据，用来产生连续的M*16个周期的时钟信号，并作为传感器的时钟输入。
步骤3：设接收FIFO接收到X个字，判断X是否大于等于M，若是，则读取接收FIFO中的前M个字的数据，跳转至步骤4；否则，跳转至步骤3。
步骤4：BISS-C协议在Ack段的最后一个位与起始位和零位组成了二进制数3'b010，对读取的数据从第一位向最后一位顺序进行对比查找，若读取数据的找不到3'b010，则跳转至步骤5；否则，找到的第一个3'b010后的数据就是传感器的位置信号，而第一个3'b010中的1 就是起始位，设BISS-C协议除Ack段与Timeout段后的总数为N位，起始位位于读取数据的第K位，若(M*16–K+1)小于N，则跳转至步骤5；若(M*16–K+1)大于等于N，则跳转至步骤6。
步骤5：判断M是否等于SPI的FIFO深度，若是，则判断SPI模块的波特率是否小于等于10kbps，若是，则输出读取失败的标志位，读取结束；若SPI模块的波特率是大于10kbps，则降低SPI模块的波特率，跳转至步骤2；若M小于SPI的FIFO深度，则M＝M+1，跳转至步骤2。
步骤6：设err＝(M*16–K+1)-N，若err大于等于16，则M＝M-1，跳转至步骤2；否则，输出读取成功的标志位，数据解析结束。
本发明的主要特点是：本发明利用SPI的FIFO模块，解决了数据时钟不连续的问题；利用数据起始位的特点，解决不同光电编码器及不同SPI波特率导致Ack段位数长度不一致的问题，使解析数据方法适用于任意具有BISS-C协议的传感器。本发明只使用DSP的SPI模块就能实现BISS-C协议的数据解析，简化了具有BISS-C协议的光电编码器的转台的控制软件程序，极大降低了成本。
附图说明
图1是一种光电编码器的BISS-C协议的数据格式图；
图2是一种基于DSP的BISS-C协议传感器数据解析与提取方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
请参阅图1，本发明实施例中的光电编码器的回复的数据格式包括：Ack段、起始位、零位、位置信号、错误位、报警位、位置信号校验段、温度信号、温度校验段与Timeout段。
参照图1和图2，一种基于DSP的BISS-C协议传感器数据解析与提取方法，所述DSP的SPI模块具有发送FIFO与接收FIFO功能。所述方法包括：
步骤1：初始化DSP并进行SPI模块设置，设置SPI的FIFO发送延时为0，使能SPI模块的发送FIFO与接收FIFO功能。
步骤2：向SPI的发送FIFO连续放入M个16位长度的数据，用来产生连续的M*16个周期的时钟信号，并作为传感器的时钟输入。
步骤3：设接收FIFO接收到X个字，判断X是否大于等于M，若是，则读取接收FIFO中的前M个字的数据，跳转至步骤4；否则，跳转至步骤3。
步骤4：BISS-C协议在Ack段的最后一个位与起始位和零位组成了二进制数3'b010，对读取的数据从第一位向最后一位顺序进行对比查找，若读取数据的找不到3'b010，则跳转至步骤5；否则，找到的第一个3'b010后的数据就是传感器的位置信号，而第一个3'b010中的1 就是起始位，设BISS-C协议除Ack段与Timeout段后的总数为N位，起始位位于读取数据的第K位，若(M*16–K+1)小于N，则跳转至步骤5；若(M*16–K+1)大于等于N，则跳转至步骤6。
步骤5：判断M是否等于SPI的FIFO深度，若是，则判断SPI模块的波特率是否小于等于10kbps，若是，则输出读取失败的标志位，读取结束；若SPI模块的波特率是大于10kbps，则降低SPI模块的波特率，跳转至步骤2；若M小于SPI的FIFO深度，则M＝M+1，跳转至步骤2。
步骤6：设err＝(M*16–K+1)-N，若err大于等于16，则M＝M-1，跳转至步骤2；否则，输出读取成功的标志位，数据解析结束。
数据解析完后，若错误位、报警位、位置校验与温度校验无误，则截取位置信号与温度信号通过换算公式，得出当前转台的实际位置与传感器温度。

Claims (3)

1.一种基于DSP的BISS-C协议传感器数据解析与提取方法，其特征在于，所述DSP的SPI模块具有发送FIFO与接收FIFO功能，所述方法包括：
步骤1：初始化DSP并进行SPI模块设置，设置SPI的FIFO发送延时为0，使能SPI模块的发送FIFO与接收FIFO功能；
步骤2：向SPI的发送FIFO连续放入M个16位长度的数据，用来产生连续的M*16个周期的时钟信号，并作为传感器的时钟输入；
步骤3：设接收FIFO接收到X个字，判断X是否大于等于M，若是，则读取接收FIFO中的前M个字的数据，跳转至步骤4；否则，跳转至步骤3；
步骤4：BISS-C协议在Ack段的最后一个位与起始位和零位组成了二进制数3'b010，对读取的数据从第一位向最后一位顺序进行对比查找，若读取的数据找不到3'b010，则跳转至步骤5；否则，找到的第一个3'b010后的数据就是传感器的位置信号，而第一个3'b010中的1就是起始位，设BISS-C协议除Ack段与Timeout段后的总数为N位，起始位位于读取数据的第K位，若(M*16–K+1)小于N，则跳转至步骤5；若(M*16–K+1)大于等于N，则跳转至步骤6；
步骤5：判断M是否等于SPI的FIFO深度，若是，则判断SPI模块的波特率是否小于等于10kbps，若是，则输出读取失败的标志位，读取结束；若SPI模块的波特率是大于10kbps，则降低SPI模块的波特率，跳转至步骤2；若M小于SPI的FIFO深度，则M＝M+1，跳转至步骤2；
步骤6：设err＝(M*16–K+1)-N，若err大于等于16，则M＝M-1，跳转至步骤2；否则，输出读取成功的标志位，数据解析结束。
2.如权利要求1所述的一种基于DSP的BISS-C协议传感器数据解析与提取方法，其特征在于：设SPI的FIFO深度为Y个字，第一次向SPI的发送FIFO放入的M个16位长度的数据时，M小于等于Y。
3.如权利要求1所述的一种基于DSP的BISS-C协议传感器数据解析与提取方法，其特征在于：解析的数据从读取数据的第K位开始，到K+N-1位结束。
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