CN215416357U - 一种基于微控制器的多路编码器控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于微控制器的多路编码器控制系统，包括微控制器、74HC165芯片组以及编码器组；编码器组中编码器个数为所述74HC165芯片组中74HC165芯片个数的4倍；微控制器连接所述74HC165芯片组，74HC165芯片组连接所述编码器组；74HC165芯片组中每个74HC165芯片分别连接4个编码器。本实用新型通过74HC165芯片实现微控制器对编码器的数据采集，能够减少编码器对微控制器IO脚的使用，节省更换更多引脚数量的微控制器方案的高昂成本，且不会对编码器应用时候的效率和数据采集稳定性造成影响，可广泛应用于编码器控制技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及编码器控制技术领域，尤其是一种基于微控制器的多路编码器控制系统。
背景技术
由于可360度旋转的编码器的调试难度大，调稳比较困难，现有的技术一般通过编码器A引脚给予微控制器的上升沿的中断触发,然后微控制器对编码器A 引脚与B引脚的相位差别进行判断正转还是反转，最后进行消抖以获得编码器稳定的信号输出。
虽然这种通过编码器对微控制器的引脚的上升沿中断触发，然后进行相位判断，处理效率高，但是这种方式需要占用大量的微控制器的IO口。当一个项目当中如果有大量的编码器，例如音响领域中的数字调音台，拥有非常多的编码器旋钮，采用这种方式是不现实的，会对微控制器的IO造成极大的浪费。相应的，如果采用更多引脚微控制器的来进行操控，相应的则会提高硬件成本。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种基于微控制器的多路编码器控制系统，以减少编码器对微控制器IO口的使用。
本实用新型实施例提供了一种基于微控制器的多路编码器控制系统，包括微控制器、74HC165芯片组以及编码器组；
其中，所述编码器组中编码器个数为所述74HC165芯片组中74HC165芯片个数的4倍；
所述微控制器连接所述74HC165芯片组，所述74HC165芯片组连接所述编码器组；
所述74HC165芯片组中每个74HC165芯片分别连接4个编码器。
可选地，所述74HC165芯片组中包括3个74HC165芯片，所述编码器组中包括12个编码器；
所述3个74HC165芯片中每个74HC165芯片分别连接4个所述编码。
可选地，所述74HC165芯片组中所有74HC165芯片的CP引脚均连接所述微控制器的HC165CLK引脚；
所述74HC165芯片组中所有74HC165芯片的PL引脚均连接所述微控制器的HC165PL引脚。
可选地，所述74HC165芯片组中包括第一74HC165芯片、第二74HC165芯片和第三74HC165芯片，所述编码器组中包括第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器、第五编码器、第六编码器、第七编码器、第八编码器、第九编码器、第十编码器、第十一编码器、第十二编码器；
所述第一74HC165芯片的CP引脚、第二74HC165芯片的CP引脚和第三 74HC165芯片的CP引脚均连接至所述微控制器的HC165CLK引脚；
所述第一74HC165芯片的PL引脚、第二74HC165芯片的PL引脚和第三 74HC165芯片的PL引脚均连接所述微控制器的HC165PL引脚；
所述第一74HC165芯片的Q7引脚连接至所述微控制器的HC165OUTA引脚；
所述第二74HC165芯片的Q7引脚连接至所述微控制器的HC165OUTB引脚；
所述第三74HC165芯片的Q7引脚连接至所述微控制器的HC165OUTC引脚。
可选地，所述微控制器采用型号为STM32F103RCT6的芯片来实现。
可选地，所述编码器采用型号为E11B20HS1的芯片来实现。
上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型包括微控制器、74HC165芯片组以及编码器组；其中，所述编码器组中编码器个数为所述74HC165芯片组中74HC165芯片个数的4倍；所述微控制器连接所述74HC165 芯片组，所述74HC165芯片组连接所述编码器组；所述74HC165芯片组中每个 74HC165芯片分别连接4个编码器。本实用新型通过74HC165芯片实现微控制器对编码器的数据采集，能够减少编码器对微控制器IO脚的使用，节省更换更多引脚数量的微控制器方案的高昂成本，且不会对编码器应用时候的效率和数据采集稳定性造成影响。
附图说明
图1为本实用新型的一种基于微控制器的多路编码器控制系统的整体结构框图；
图2为本实用新型的电路连接示意图。
具体实施方式
针对现有技术存在的问题，本实用新型致力于解决当一个项目当中存在大量的编码器的时候，减少编码器对微控制器IO口的使用，节省更换更高档微控制器的硬件成本，同时又不对编码器应用时候的效率和数据采集稳定性造成影响。
具体地，本实用新型实施例提供了一种基于微控制器的多路编码器控制系统，包括微控制器、74HC165芯片组以及编码器组；
其中，所述编码器组中编码器个数为所述74HC165芯片组中74HC165芯片个数的4倍；
所述微控制器连接所述74HC165芯片组，所述74HC165芯片组连接所述编码器组；
所述74HC165芯片组中每个74HC165芯片分别连接4个编码器。
可选地，所述74HC165芯片组中包括3个74HC165芯片，所述编码器组中包括12个编码器；
所述3个74HC165芯片中每个74HC165芯片分别连接4个所述编码。
可选地，所述74HC165芯片组中所有74HC165芯片的CP引脚均连接所述微控制器的HC165CLK引脚；
所述74HC165芯片组中所有74HC165芯片的PL引脚均连接所述微控制器的HC165PL引脚。
可选地，所述74HC165芯片组中包括第一74HC165芯片、第二74HC165芯片和第三74HC165芯片，所述编码器组中包括第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器、第五编码器、第六编码器、第七编码器、第八编码器、第九编码器、第十编码器、第十一编码器、第十二编码器；
所述第一74HC165芯片的CP引脚、第二74HC165芯片的CP引脚和第三 74HC165芯片的CP引脚均连接至所述微控制器的HC165CLK引脚；
所述第一74HC165芯片的PL引脚、第二74HC165芯片的PL引脚和第三 74HC165芯片的PL引脚均连接所述微控制器的HC165PL引脚；
所述第一74HC165芯片的Q7引脚连接至所述微控制器的HC165OUTA引脚；
所述第二74HC165芯片的Q7引脚连接至所述微控制器的HC165OUTB引脚；
所述第三74HC165芯片的Q7引脚连接至所述微控制器的HC165OUTC引脚。
可选地，所述微控制器采用型号为STM32F103RCT6的芯片来实现。
可选地，所述编码器采用型号为E11B20HS1的芯片来实现。
下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释和说明。
如图1所示，本方案采用74HC165数据采集芯片,所有采用N个的74HC165 数据采集芯片共用相同时钟控制脚,由微控制器MCU发起相同的控制时钟，由于一个编码器拥有A,B两个相位角,一个74HC165芯片可以采集8个脚位的数据，因此一个74HC165芯片可以对应4个编码器进行数据采集，得出的结论是N个 74HC165芯片可以控制N*4个编码器。微控制器MCU通过74HC165芯片不断返回的数据进行移位处理，即可以得到相应的编码器的A,B引脚相位变化，进行判断正转还是反转，然后进行消抖处理，既可以稳定的获取相对应编码器稳定的信号输出。
本实施例中举例的方案中采用3个74HC165芯片既可获取12个编码器的信号变化数据，此时只需要使用微控制器5个IO即可实现，与传统的微控制器对编码器使用方式大大减少了IO口的使用，同时并不影响稳定的获取编码器的信号进行处理。
具体地，如图2所示，上述举例的方案中5个IO口的占用方式为3个74HC165 芯片的CP和/PL引脚分别共用到微控制器的HC165_CLK和HC165_PL引脚，由微控制器同时对HC165芯片进行控制，从而获取编码器的信号进行处理，第一个 74HC165的Q7信号输出引脚到微控制器的165OUTA引脚，第二个74HC165的Q7 信号输出引脚接到到微控制器的165OUTB引脚，第三个74HC165的Q7信号输出引脚接到到微控制器的165OUTC引脚，从而微控制器使用了5个IO口获取了3 个74HC165芯片串行输出信号，74HC165芯片输出的信号也即是编码器的信号。
综上所述，本实用新型能够减少对大量编码器对微控制器IO脚使用，节省更换更多引脚数量的微控制器方案的高昂成本。
对于本实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种基于微控制器的多路编码器控制系统，其特征在于，包括微控制器、74HC165芯片组以及编码器组；
其中，所述编码器组中编码器个数为所述74HC165芯片组中74HC165芯片个数的4倍；
所述微控制器连接所述74HC165芯片组，所述74HC165芯片组连接所述编码器组；
所述74HC165芯片组中每个74HC165芯片分别连接4个编码器。
2.根据权利要求1所述的一种基于微控制器的多路编码器控制系统，其特征在于，所述74HC165芯片组中包括3个74HC165芯片，所述编码器组中包括12个编码器；
所述3个74HC165芯片中每个74HC165芯片分别连接4个所述编码。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于微控制器的多路编码器控制系统，其特征在于，
所述74HC165芯片组中所有74HC165芯片的CP引脚均连接所述微控制器的HC165CLK引脚；
所述74HC165芯片组中所有74HC165芯片的PL引脚均连接所述微控制器的HC165PL引脚。
4.根据权利要求2所述的一种基于微控制器的多路编码器控制系统，其特征在于，所述74HC165芯片组中包括第一74HC165芯片、第二74HC165芯片和第三74HC165芯片，所述编码器组中包括第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器、第五编码器、第六编码器、第七编码器、第八编码器、第九编码器、第十编码器、第十一编码器、第十二编码器；
所述第一74HC165芯片的CP引脚、第二74HC165芯片的CP引脚和第三74HC165芯片的CP引脚均连接至所述微控制器的HC165CLK引脚；
所述第一74HC165芯片的PL引脚、第二74HC165芯片的PL引脚和第三74HC165芯片的PL引脚均连接所述微控制器的HC165PL引脚；
所述第一74HC165芯片的Q7引脚连接至所述微控制器的HC165OUTA引脚；
所述第二74HC165芯片的Q7引脚连接至所述微控制器的HC165OUTB引脚；
所述第三74HC165芯片的Q7引脚连接至所述微控制器的HC165OUTC引脚。
5.根据权利要求2所述的一种基于微控制器的多路编码器控制系统，其特征在于，所述微控制器采用型号为STM32F103RCT6的芯片来实现。
6.根据权利要求2所述的一种基于微控制器的多路编码器控制系统，其特征在于，所述编码器采用型号为E11B20HS1的芯片来实现。
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| CN215416357U true CN215416357U (zh) | 2022-01-04 |
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| CN202121187399.0U Active CN215416357U (zh) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 一种基于微控制器的多路编码器控制系统 |
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2021
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