CN1731096A - 一种光电轴角编码器的电子调零方法 - Google Patents

Abstract

一种光电轴角编码器的电子调零方法，属于光电测量技术领域中涉及的一种电子调零方法。本发明要解决的技技术问题是：提供一种光电轴角编码器的电子调零方法，技术方案是：第一步设计一个电子调零电路，它包括记忆存储器、复位开头、上拉电阻和单片机，在记忆存储器上设有片选端CS、时钟接口SK、写入端DI和输出端DO；复位开关的一端接地，另一端接单片机的P₁口、在复位开关P₁口线上加装上拉电阻，上拉电阻的另一端接5V电源；单片机上设有输入/输出(I/O)接口P₁至P₅，P₁口与复位开关的电阻端接通，P₂口至P₅口分别与记忆存储器的片选端CS、时钟接口SK、写入端DI、输出端DO接通；第二步按设计好的电子调零控制程序控制电子调零电路，达到清零的作用，该方法调节快捷方便，准确度高。

Description

一种光电轴角编码器的电子调零方法

一、技术领域

本发明属于光电测量技术领域中涉及一种光电轴角编码器的电子调零方法。

二、技术背景

光电轴角编码器是光电测量角位移的有代表性的光电传感器件，在应用光电轴角编码器进行测量时，往往存在着光电轴角编码器的码盘零点位置与测量系统的转轴零点位置不重合存在角度偏值现象，从而导致了测出来的测量系统的转轴的角度位移量不准确，使测量精度毫无意义。因此，应用光电轴角编码器测量转轴的角位移时，必须先做到使光电轴角编码器的码盘零位与测量系统转轴的零位对齐。

采用电子电路的控制，可以做到码盘零位和测量系统转轴的零位对齐，进而保证了测角的精度和可靠性，与本发明最为接近的已有技术是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的实用新型专利，专利号为ZL96247089.9，名称为“一种光电编码器的电子调零电路”如图1所示，包括电源1，拔码开关2，上拉电阻3，计算电路4，代码输出端5，计算电路输出端6，数字处理系统7；

该电路结构复杂，编码器有多少位，就设多少个拔码开关和配备多少个上位电阻，手动操作很麻烦，费时间，易拔错，调零不方便。

三、发明内容

为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于调零快捷方便，提高准确性，特建立一种光电轴角编码器的电子调零方法。

本发明要解决的技术问题是：提供一种光电轴角编码器的电子调零方法。解决技术问题的技术方案是：第一步设计一种结构简单的电子调零电路，如图2所示，包括记忆存储器8、复位开关9、上拉电阻10、单片机11；在记忆存储器8上，设有片选端CS、时钟接口SK、写入端DI、输出端DO。片选端CS只有在低电平“0”时有效，记忆存储器8开始工作；时钟接口SK，在单片机11进行读写操作时，往记忆存储器8输送时钟信号；写入端DI，单片机11在写操作时，往记忆存储器8串行移位输入数据；输出端DO，单片机11在对记忆存储器8进行读操作时，由记忆存储器8输出数据给单片机11。复位开关9的一端接地，另一端接单片机11的P₁口，复位开关9断开时为高平电平“1”，记忆存储器8中存储的都是初始数据，复位开关9接通时为低电平“0”，把光电轴角编码器的当前数据值存入到记忆存储器8中，并把记忆存储器8中的初始数据刷新，在复位开关9的P₁口线上加装上拉电阻10，上拉电阻10的另一端接5V电源。单片机11上设有输入输出(I/O)接口即P₁口、P₂口、P₃口、P₄口、P₅口，P₁口与复位开关9的电源端接通，P₂口与记忆存储器8的片选端CS接通，P₃口与记忆存储器8的时钟信号接口SK接通，P₄口与记忆存储器8的写入端DI接通，P₅口与记忆存储器8的输出端DO接通。

第二步，设计一个电子调零控制程序，如图3所示，用来控制电子调零电路，程序开始后首先由单片机11的P₂口通过片选端CS，启动记忆存储器8，P₃口通过记忆存储器8的时钟接口SK提供时钟信号，此时单片机11通过记忆存储器8的输出端DO串行移位读取一遍记忆存储器8中的角度偏差值，设其为H存入单片机11的EPROM程序存储器的地址中，然后读取光电轴角编码器当前的自身角度值，设其为K，再对P₁口的状态进行判断，当P₁口为高电平“1”时，表示不需要清零，依然用原来的角度偏差值H，得到相对应的机械零位角度值；当P₁口为低电平“ ”时，表示需要清零，单片机11进入写操作的子程序，通过片选端CS启动记忆存储器8，并由P₃口通过时钟接口SK为记忆存储器8提供时钟信号，此时单片机11的P₄口通过写入端DI用串行移位方式把光电轴角编码器当前的自身角度值K写入记忆存储器8中，作为新的角度偏差值H，然后回到主程序，用光电轴角编码器当前的自身角度值K减去角度偏差值H，因为此时的K＝H，得出相对应的机械零位的角度值，K-H＝0达到清零的作用。

本发明的积极效果：本方法中，电路结构简单，尺寸小，通过软件程序实施控制，调零快捷方便，提高了速度，不易出错，稳定性好，准确性高。

四、附图说明

图1是已有技术中调零电路结构示意图，图2是本发明方法中的电子调零电路的结构示意，图3是本发明方法的控制程序流程图。

五、具体实施方式

本发明方法按第一步电子调零电路的结构设计电路，再按第二步的控制程序控制电路，在电子调零电路结构中，为了防止突然掉电或升关时导致角度偏差值丢失，记忆存储器8选用93C66存储器，单片机采用8751单片机，上拉电阻10的阻值采用1-10K，接地电源电压为5V。

Claims (1)

1、一种光电轴角编码器的电子调零方法，是通过一个电子调零电路实现的，其特征在于还包括设计一个电子调零控制程序，控制电子调零电路，第一步设计一种结构简单的电子调零电路包括记忆存储器(8)、复位开关(9)、上拉电阻(10)、单片机(11)；在记忆存储器(8)上，设有片选端CS、时钟接口SK、写入端DI、输出端DO，片选端CS只有在低电平“0”时有效，记忆存储器(8)开始工作；时钟接口SK，在单片机(11)进行读写操作时，往记忆存储器(8)输送时钟信号；写入端DI，单片机(11)在写操作时，往记忆存储器(8)串行移位输入数据；输出端DO，单片机(11)在对记忆存储器(8)进行读操作时，由记忆存储器(8)输出数据给单片机(11)。复位开关(9)的一端接地，另一端接单片机(11)的P₁口，复位开关(9)断开时为高平电平“1”，对记忆存储器(8)中存储的都是初始数据，复位开关(9)接通时为低电平“0”，把光电轴角编码器的当前数据值存入到记忆存储器(8)中，并把记忆存储器(8)中的初始数据刷新，在复位开关(9)的P₁口线上加装上拉电阻(10)，上拉电阻(10)的另一端接5V电源。单片机(11)上设有输入输出(I/O)接口即P₁口、P₂口、P₃口、P₄口、P₅口，P₁口与复位开关(9)的电源端接通，P₂口与记忆存储器(8)的片选端CS接通，P₃口与记忆存储器(8)的时钟接口SK接通，P₄口与记忆存储器(8)的写入端DI接通，P₅口与记忆存储器(8)的输出端DO接通；第二步设计一个电子调零控制程序，来控制电子调零电路，程序开始后首先由单片机(11)的P₂口通过片选端CS，启动记忆存储器(8)，P₃口通过记忆存储器(8)的时钟接口SK提供时钟信号，此时单片机(11)通过记忆存储器(8)的输出端DO串行移位读取一遍记忆存储器(8)中的角度偏差值，设其为H存入单片机(11)的EPROM程序存储器的地址中，然后读取光电轴角编码器当前的自身角度值，设其为K，再对P₁口的状态进行判断，当P₁口为高电平“1”时，表示不需要清零，依然用原来的角度偏差值H，得到相对应的机械零位角度值；当P₁口为低电平“0”时，表示需要清零，单片机11进入写操作的子程序，通过片选端CS启动记忆存储器(8)，并由P₃口通过时钟接口SK为记忆存储器(8)提供时钟信号，此时单片机(11)的P₄口通过写入端DI用串行移位方式把光电轴角编码器当前的自身角度值K写入记忆存储器(8)中，作为新的角度偏差值H，然后回到主程序，用光电轴角编码器当前的自身角度值K减去角度偏差值H，因为此时的K＝H，得出相对应的机械零位的角度值，K-H＝0达到清零的作用。

Images