CN113721501A - 编码器的低功耗控制方法、装置、控制器和编码器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种编码器的低功耗控制方法、装置、控制器和编码器。其中，在编码器处于休眠状态时，当获取到编码器的计数引脚形成的电平跳变信号时，生成中断信号，并基于该中断信号控制编码器退出休眠状态并采集计数数据，且在计数数据采集完成后，控制编码器再次进入休眠状态。如此设置，可以有效延长编码器处于休眠状态的时间，提高休眠状态的节能效果，且计数引脚每一次形成电平跳变信号后的计数数据都可以准确采集，因此可以保证编码器的计数值不会出错。也即，通过上述方案，可以在保证计数数据不会丢失的前提下，有效降低编码器的功耗，从而很好地兼顾了准确计数与降低功耗的平衡。
Description
技术领域
本申请涉及编码器技术领域，尤其涉及一种编码器的低功耗控制方法、装置、控制器和编码器。
背景技术
编码器是一种新型的角度或者位移测量装置，其原理是采用某些敏感元件依据变化的磁场或光强对装置的角度或者位移值进行测量。角度或者位移的变化会引起一定电阻或者电压的变化，首先通过放大电路对电阻或者电压的变化量进行放大，再输入单片机等进行处理后输出脉冲信号或者模拟量信号，即达到测量的目的。
现阶段编码器在主电源掉电的情况下依靠电池供电，同时编码器在电池供电的情况下需要对转过的圈数进行计数，而电池的电量是有限的，当电池的寿命到达极限时需对电池进行更换，因此，研究如何在保证多圈计数不丢失的同时降低功耗就变得十分有意义。
而现有技术中，在进行编码器的低功耗研究时，通常不能很好地兼顾准确计数与降低功耗的平衡，导致要么功耗降低不够多，要么容易出现计数错误。
发明内容
本申请提供一种编码器的低功耗控制方法、装置、控制器和编码器，以解决现有技术中，在进行编码器的低功耗研究时，通常不能很好地兼顾准确计数与降低功耗的平衡的问题。
本申请的上述目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种编码器的低功耗控制方法，其包括：
在编码器处于休眠状态时，当获取到编码器的计数引脚形成的电平跳变信号时，生成中断信号；
基于所述中断信号，控制编码器退出休眠状态并采集计数数据；
在所述计数数据采集完成后，控制编码器进入休眠状态。
可选的，所述方法还包括：
在所述计数数据采集完成后，判断当前的计数数据相对于上一次采集的计数数据是否产生预设变化；
若产生所述预设变化，使编码器的累计计数值进行对应变化。
可选的，所述预设变化包括第一预设变化和第二预设变化；所述第一预设变化为从第一计数数据变化为第二计数数据，所述第二预设变化为从所述第二计数数据变化为所述第一计数数据；
对应的，所述若产生所述预设变化，使编码器的累计计数值进行对应变化，包括：
若产生所述第一预设变化，使编码器的累计计数值增加1；若产生所述第二预设变化，使编码器的累计计数值减少1。
可选的，所述电平跳变信号包括上升沿信号和下降沿信号。
可选的，所述控制编码器退出休眠状态，之后还包括：
将中断标志位清零；其中，所述中断标志位在所述中断信号生成时变为1。
第二方面，本申请实施例还提供一种编码器的低功耗控制装置，其包括：
生成模块，用于在编码器处于休眠状态时，当获取到编码器的计数引脚形成的电平跳变信号时，生成中断信号；
控制模块，用于基于所述中断信号，控制编码器退出休眠状态并采集计数数据，以及在所述计数数据采集完成后，控制编码器进入休眠状态。
可选的，所述控制模块还用于：
在所述计数数据采集完成后，判断当前的计数数据相对于上一次采集的计数数据是否产生预设变化；
若产生所述预设变化，使编码器的累计计数值进行对应变化。
可选的，所述预设变化包括第一预设变化和第二预设变化；所述第一预设变化为从第一计数数据变化为第二计数数据，所述第二预设变化为从所述第二计数数据变化为所述第一计数数据；
对应的，所述控制模块在使编码器的累计计数值进行对应变化时，具体用于：
若产生所述第一预设变化，使编码器的累计计数值增加1；若产生所述第二预设变化，使编码器的累计计数值减少1。
可选的，所述电平跳变信号包括上升沿信号和下降沿信号。
可选的，所述控制模块还用于：
在控制编码器退出休眠状态后，将中断标志位清零；其中，所述中断标志位在所述中断信号生成时变为1。
第三方面，本申请实施例还提供一种编码器的控制器，其包括：存储器和与所述存储器相连接的处理器；
所述存储器用于存储程序，所述程序至少用于实现第一方面任一项所述的编码器的低功耗控制方法；
所述处理器用于调用并执行所述存储器存储的所述程序。
第四方面，本申请实施例还提供一种编码器，其包括第三方面所述的编码器的控制器。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请的实施例提供的技术方案中，在编码器处于休眠状态时，当获取到编码器的计数引脚形成的电平跳变信号时，生成中断信号，并基于该中断信号控制编码器退出休眠状态并采集计数数据，且在计数数据采集完成后，控制编码器再次进入休眠状态。如此设置，可以有效延长编码器处于休眠状态的时间，提高休眠状态的节能效果，且计数引脚每一次形成电平跳变信号后的计数数据都可以准确采集，因此可以保证编码器的计数值不会出错。也即，通过上述方案，可以在保证计数数据不会丢失的前提下，有效降低编码器的功耗，从而很好地兼顾了准确计数与降低功耗的平衡。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的一种编码器的低功耗控制方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种编码器的低功耗控制原理示意图；
图3为本申请实施例提供的编码器的低功耗控制方法的具体实现过程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种编码器的低功耗控制装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种编码器的控制器的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
为了实现低功耗，一些现有技术中，通过定时“唤醒”的方式实现休眠状态与普通状态的切换，不过这种定时“唤醒”的方式存在以下问题：如果定时时间是预先设置的，那么就可能出现设定的时间不合理，从而导致不能充分降低功耗或者计数数据未被成功采集的问题；而如果定时时间是根据实际情况中被采集计数数据的设备(比如电机)的运行参数计算的，那么由于实际情况中，采集计数数据的设备(比如电机)的运行状态可能是频繁变化的，为了保证定时时间的准确，那么就需要频繁确定设备的实际运行状态并计算定时时间，非常繁琐复杂。
基于上述问题，本申请提供一种编码器的低功耗控制方法、装置、控制器和编码器，以通过新的思路实现编码器准确计数与降低功耗的平衡。以下通过实施例对具体方案进行详细说明。
实施例
参照图1，图1为本申请实施例提供的一种编码器的低功耗控制方法的流程示意图。如图1所示，该方法至少包括以下步骤：
S101：在编码器处于休眠状态时，当获取到编码器的计数引脚形成的电平跳变信号时，生成中断信号；
S102：基于所述中断信号，控制编码器退出休眠状态并采集计数数据；
S103：在所述计数数据采集完成后，控制编码器进入休眠状态。
具体的，休眠状态指的是编码器微处理芯片自带的实现低功耗模式的一种状态，该状态下，大部分功能被关闭，仅保留必要的功能，以此降低内部电流从而实现低功耗。
本实施例中，在休眠状态下，编码器的计数引脚处于运行状态，其中，低功耗控制原理以及编码器计数引脚的工作原理如图2所示，编码器旋转一周时，用于进行多圈计数的两个计数引脚输出一组相位相差90度的方波信号，按照图2中的信号位置，高电平用1表示，低电平用0表示，然后将两个计数引脚的方波信号组合到一起，也即图2可以得到11、10、00、01四个数字信号(也即所述的计数数据)。在计数过程中，当检测到特定的数字信号变化后，即表示编码器旋转一周，其累计的计数值发生改变。
在上述过程中，电平跳变信号指的是电平信号从0变为1或者从1变为0的过程，其对应的两种情况分别称为上升沿信号和下降沿信号，统称边沿信号。当检测到该电平跳变信号(边沿信号)时，表示计数数据(也即数字信号0和1的组合值)即将发生变化。因此，可以在此时生成中断信号，并基于该中断信号控制编码器退出休眠模式，来采集当前的计数数据，确保即使在低功耗模式下，所有的计数数据也都能够被准确采集。计数数据采集完成后，编码器再次进入休眠状态以降低功耗，并等待下一次中断信号的到来。
其中计数数据的采集时间点如图2所示，也即，当获取到电平跳变信号并将编码器从休眠模式唤醒后，尽可能快地采集计数数据并再次进入休眠状态，以尽可能地降低功耗。
并且，需要说明的是，在上述过程中要处理好的是从休眠状态唤醒后再进入下一次休眠状态的操作时间要小于一个数字信号电平的维持时间，否则会由于读取数据的混乱导致计数数据的丢失，而通过实验证明，进出休眠的时间都十分短暂，大都在微秒级别，而电机等设备每旋转1/4转计数数据才会发生一次变化，以电机6000转/分钟为例，计数数据发生一次变化时间在2.5毫秒，远远大于进出低功耗状态的时间，因此读取多圈引脚数据是十分有序的，不会漏读数据，而且更多的时间是在休眠状态，相比于传统的基于定时来唤醒休眠状态的方法，唤醒的频率更低，更加降低功耗，且时机更准确容易把握，不会导致计数数据出现遗漏和错误。
本申请的实施例提供的上述技术方案中，在编码器处于休眠状态时，当获取到编码器的计数引脚形成的电平跳变信号时，生成中断信号，并基于该中断信号控制编码器退出休眠状态并采集计数数据，且在计数数据采集完成后，控制编码器再次进入休眠状态。如此设置，可以有效延长编码器处于休眠状态的时间，提高休眠状态的节能效果，且计数引脚每一次形成电平跳变信号后的计数数据都可以准确采集，因此可以保证编码器的计数值不会出错。也即，通过上述方案，可以在保证计数数据不会丢失的前提下，有效降低编码器的功耗，从而很好地兼顾了准确计数与降低功耗的平衡。
此外，考虑到编码器的功能是编码计数，因此在上述方案的基础上，一些实施例中，所述方法还包括：在所述计数数据采集完成后，判断当前的计数数据相对于上一次采集的计数数据是否产生预设变化；若产生所述预设变化，使编码器的累计计数值进行对应变化。
也即，在采集到技术数据后，通过判断计数数据的具体变化情况，来判断编码器是否转过一圈，进而在确定编码器转过一圈时，对其累计计数值进行改变。
更具体的，一些实施例中，所述预设变化包括第一预设变化和第二预设变化；所述第一预设变化为从第一计数数据变化为第二计数数据，所述第二预设变化为从所述第二计数数据变化为所述第一计数数据；
对应的，所述若产生所述预设变化，使编码器的累计计数值进行对应变化，包括：
若产生所述第一预设变化，使编码器的累计计数值增加1；若产生所述第二预设变化，使编码器的累计计数值减少1。
比如，可以预先设定第一计数数据为11，第二计数数据为10，从而当采集得到的计数数据从11变为10时，表示编码器正向旋转一圈，因此累计计数值增加1；而当计数数据从10变为11时，表示编码器反向旋转一圈，因此累计计数值减少1。
当然可以理解的是，实际应用中，也可以预先设定第一计数数据和第二计数数据为其他值，只要满足上述原理(设定的第一计数数据和第二计数数据必须相邻)，能够实现其计数目的即可。
此外，一些实施例中，所述控制编码器退出休眠状态，之后还包括：将中断标志位清零；其中，所述中断标志位在所述中断信号生成时变为1。
具体的，在微处理芯片中，通常设置中断标志位来记录中断信号，平常状态下中断标志位为0，当产生中断信号后中断标志位变为1，表示检测到中断信号，基于此，为了保证能够记录到下一个中断信号，需要在合适的时机将中断标志位清零。本实施例中，在控制编码器退出休眠状态后，表示中断信号已成功产生应有的作用，因此此时可执行上述清零的动作。
为了使本申请的上述方案更容易理解，以下通过一个具体示例进行说明。
参照图3，图3为本申请实施例提供的编码器的低功耗控制方法的具体实现过程示意图。如图3所示，该示例包括如下过程：
当主电源掉电之后，首先读取两路数字信号的当前值(记为mul1)，留作和上一次读取的数字信号的值(记为mul0)作比较，然后将两路引脚均配置作为触发中断信号的引脚，并令使能引脚中断(需要解释的是，任何种类的中断在使用之前都需要使能，作用就是让中断信号有权利发挥作用)，然后令mul0＝mul1(也即将当前的数字信号值作为上一次的数字信号值)，并将新读取的数字信号值赋给mul1。之后编码器进入休眠状态，休眠状态下，若遇到边沿(电平跳变)则触发中断信号，使得编码器从休眠状态中唤醒，并比较当前数字信号与上一次采样的数字信号，判断是否需要对多圈计数的累计计数值进行加减操作。其中，当数字信号为从11变化为10(也即mul0为11且mul1为10)时，则多圈计数的累计计数值加1，当数字信号为从10变化为11(也即mul0为10且mul1为11)时，则多圈计数的累计计数值减1。通过上述方案即可实现编码器的低功耗控制。
此外，基于相同的发明构思，对应于上述的编码器的低功耗控制方法，本申请实施例还提供一种编码器的低功耗控制装置。该装置为用于执行上述方法的基于软件、硬件或其结合的功能模块。
参照图4，图4为本申请实施例提供的一种编码器的低功耗控制装置的结构示意图。如图4所示，该装置至少包括以下结构：
生成模块41，用于在编码器处于休眠状态时，当获取到编码器的计数引脚形成的电平跳变信号时，生成中断信号；
控制模块42，用于基于所述中断信号，控制编码器退出休眠状态并采集计数数据，以及在所述计数数据采集完成后，控制编码器进入休眠状态。
可选的，所述控制模块42还用于：
在所述计数数据采集完成后，判断当前的计数数据相对于上一次采集的计数数据是否产生预设变化；若产生所述预设变化，使编码器的累计计数值进行对应变化。
可选的，所述预设变化包括第一预设变化和第二预设变化；所述第一预设变化为从第一计数数据变化为第二计数数据，所述第二预设变化为从所述第二计数数据变化为所述第一计数数据；
对应的，所述控制模块42在使编码器的累计计数值进行对应变化时，具体用于：若产生所述第一预设变化，使编码器的累计计数值增加1；若产生所述第二预设变化，使编码器的累计计数值减少1。
可选的，所述电平跳变信号包括上升沿信号和下降沿信号。
可选的，所述控制模块42还用于：
在控制编码器退出休眠状态后，将中断标志位清零；其中，所述中断标志位在所述中断信号生成时变为1。
其中，上述装置的各功能模块所执行功能的具体实现方式可参照前述方法实施例的相应内容，此处不再赘述。
此外，基于相同的发明构思，对应于上述的编码器的低功耗控制方法，本申请实施例还提供一种编码器的控制器。
参照图5，图5为本申请实施例提供的一种编码器的控制器的结构示意图。如图5所示，该控制器包括：存储器51和与存储器51相连接的处理器52；
存储器51用于存储程序，所述程序至少用于实现如上述各方法实施例所述的编码器的低功耗控制方法；
处理器52用于调用并执行存储器51存储的所述程序。
其中，上述程序所实现的方法的各步骤的具体实现方式可参照前述方法实施例的相应内容，此处不再赘述。
此外，基于相同的发明构思，本申请实施例还提供一种编码器，其包括上述的编码器的控制器。通过将上述控制器应用于编码器，即可实现对应的控制方法。
通过上述方案，即可有效延长编码器处于休眠状态的时间，提高休眠状态的节能效果，且计数引脚每一次形成电平跳变信号后的计数数据都可以准确采集，因此可以保证编码器的计数值不会出错。也即，通过上述方案，可以在保证计数数据不会丢失的前提下，有效降低编码器的功耗，从而很好地兼顾了准确计数与降低功耗的平衡。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (12)
1.一种编码器的低功耗控制方法，其特征在于，包括：
在编码器处于休眠状态时，当获取到编码器的计数引脚形成的电平跳变信号时，生成中断信号；
基于所述中断信号，控制编码器退出休眠状态并采集计数数据；
在所述计数数据采集完成后，控制编码器进入休眠状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述计数数据采集完成后，判断当前的计数数据相对于上一次采集的计数数据是否产生预设变化；
若产生所述预设变化，使编码器的累计计数值进行对应变化。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设变化包括第一预设变化和第二预设变化；所述第一预设变化为从第一计数数据变化为第二计数数据，所述第二预设变化为从所述第二计数数据变化为所述第一计数数据；
对应的，所述若产生所述预设变化，使编码器的累计计数值进行对应变化，包括：
若产生所述第一预设变化，使编码器的累计计数值增加1；若产生所述第二预设变化，使编码器的累计计数值减少1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电平跳变信号包括上升沿信号和下降沿信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制编码器退出休眠状态，之后还包括：
将中断标志位清零；其中，所述中断标志位在所述中断信号生成时变为1。
6.一种编码器的低功耗控制装置，其特征在于，包括：
生成模块，用于在编码器处于休眠状态时，当获取到编码器的计数引脚形成的电平跳变信号时，生成中断信号；
控制模块，用于基于所述中断信号，控制编码器退出休眠状态并采集计数数据，以及在所述计数数据采集完成后，控制编码器进入休眠状态。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于：
在所述计数数据采集完成后，判断当前的计数数据相对于上一次采集的计数数据是否产生预设变化；
若产生所述预设变化，使编码器的累计计数值进行对应变化。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设变化包括第一预设变化和第二预设变化；所述第一预设变化为从第一计数数据变化为第二计数数据，所述第二预设变化为从所述第二计数数据变化为所述第一计数数据；
对应的，所述控制模块在使编码器的累计计数值进行对应变化时，具体用于：
若产生所述第一预设变化，使编码器的累计计数值增加1；若产生所述第二预设变化，使编码器的累计计数值减少1。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电平跳变信号包括上升沿信号和下降沿信号。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于：
在控制编码器退出休眠状态后，将中断标志位清零；其中，所述中断标志位在所述中断信号生成时变为1。
11.一种编码器的控制器，其特征在于，包括：存储器和与所述存储器相连接的处理器；
所述存储器用于存储程序，所述程序至少用于实现如权利要求1-5任一项所述的编码器的低功耗控制方法；
所述处理器用于调用并执行所述存储器存储的所述程序。
12.一种编码器，其特征在于，包括权利要求11所述的编码器的控制器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202110923017.4A CN113721501A (zh) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | 编码器的低功耗控制方法、装置、控制器和编码器 |
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| CN113721501A true CN113721501A (zh) | 2021-11-30 |
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Family Applications (1)
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2021
- 2021-08-12 CN CN202110923017.4A patent/CN113721501A/zh active Pending
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