CN218004252U - 一种双路编码器信号采集模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双路编码器信号采集模块，包括：电源模块、控制模块、信号处理模块、接口模块以及指示模块，所述电源模块，所述电源模块与所述控制模块、所述信号处理模块、所述接口模块电连接并供电，所述控制模块与所述信号处理模块以及所述指示模块电连接，所述控制模块控制所述信号处理模块以及所述指示模块的工作状态，所述信号处理模块与所述接口模块电连接，与外界形成通信。本实用新型的双路编码模块区别于其他编码器模块硬件界限非常简单，容易操作开发，适用于教学，便于学生理解以及操作。

Description

一种双路编码器信号采集模块

技术领域

本实用新型涉及教学设备技术领域，尤其涉及一种双路编码器信号采集模块。

背景技术

编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号.传统的编码器模块的开发设计比较麻烦，开发成本较高。

例如，专利CN203838515U提供的一种编码器信号采集装置，其包括包括编码器信号采集单元、处理单元、远程控制接口单元和电源模块，电源模块分别与编码器信号采集单元、处理单元、远程控制接口单元以及待采集编码器相连，编码器信号采集单元、处理单元、远程控制接口单元依次相连，编码器信号采集单元包括至少一个推挽式信号采集模块和至少一个RS422信号采集模块，推挽式信号采集模块和RS422信号采集模块分别与处理单元相连。其结构较为复杂，导致对学生而言，开发流程以及操作的门槛较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种双路编码器信号采集模块，以便于学生学习使用。

为了达到上述目的，本实用新型解决技术问题的技术方案是提供一种双路编码器信号采集模块，包括：

电源模块、控制模块、信号处理模块、接口模块以及指示模块，所述电源模块，所述电源模块与所述控制模块、所述信号处理模块、所述接口模块电连接并供电，所述控制模块与所述信号处理模块以及所述指示模块电连接，所述控制模块控制所述信号处理模块以及所述指示模块的工作状态，所述信号处理模块与所述接口模块电连接，与外界形成通信，所述控制模块包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的PI6引脚、PI4引脚以及PB5引脚与所述指示模块电连接，所述控制芯片U1的VCC5引脚与所述第二输出端电连接，接收所述电源模块的供电，所述控制芯片U1的PE2引脚、PE3引脚、PA0引脚、PA1引脚、PH11引脚以及PH10 引脚与所述信号处理模块电连接，所述控制芯片U1的具体型号为STM32F407。

进一步，所述电源模块包括二极管D1、二极管D2、降压芯片U2、电感L1、电容C1、电容C2、极性电容EC1、极性电容EC2，所述二极管D1的阳极与外界的功能部件电连接，所述二极管D1的阴极形成第一输出端并与所述电容C1的一端、所述极性电容EC1的阳极以及所述降压芯片U2的IN引脚电连接，所述电容C1的另一端、所述极性电容EC1的阴极接地，所述降压芯片U2的OUT引脚与所述二极管 D2的阴极、所述电感L1的一端电连接，所述电感L1的另一端与所述极性电容EC2 的阳极、所述电容C2的一端电连接并形成第二输出端，所述二极管D2的阳极、所述极性电容EC2的阴极、所述电容C2的另一端接地。

进一步，所述信号处理模块包括第一接收器芯片U3、第二接收器芯片U4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻 R10、电阻R11、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电容C5、电容C6、电容C7、电容C10、电容C11、电容C12，所述第一接收器芯片U3的OUTPUTA引脚、OUTPUTB引脚与所述控制芯片U1电连接，所述电阻R8一端与所述电源模块电连接，另一端与所述第一接收器芯片U3的 ENABLE引脚电连接，所述电阻R2一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R5的一端以及所述第一接收器芯片U3的INPUTA+引脚电连接，所述电阻R5的另一端与所述电阻R9的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R9的另一端与所述电容C5的一端电连接，所述电容C5的另一端与所述电阻R13的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R13的另一端与所述第一接收器芯片U3的INPUTA-引脚电连接；所述电阻R3一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R6的一端以及所述第一接收器芯片U3的INPUTB+引脚电连接，所述电阻R6的另一端与所述电阻R10的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R10的另一端与所述电容C6 的一端电连接，所述电容C6的另一端与所述电阻R14的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R14的另一端与所述第一接收器芯片U3的INPUTB-引脚电连接；所述电阻R4一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R7的一端以及所述第一接收器芯片U3的INPUTC+引脚电连接，所述电阻R7的另一端与所述电阻R11 的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R11的另一端与所述电容C7的一端电连接，所述电容C7的另一端与所述电阻R15的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R15的另一端与所述第一接收器芯片U3的INPUTC-引脚电连接；所述第二接收器芯片U4的OUTPUTA引脚、OUTPUTB引脚与所述控制芯片U1电连接，所述电阻R25一端与所述电源模块电连接，另一端与所述第二接收器芯片U4的ENABLE 引脚电连接，所述电阻R19一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R22 的一端以及所述第二接收器芯片U4的INPUTA+引脚电连接，所述电阻R22的另一端与所述电阻R26的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R26的另一端与所述电容C10的一端电连接，所述电容C10的另一端与所述电阻R30的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R30的另一端与所述第二接收器芯片U4的INPUTA-引脚电连接；所述电阻R20一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R23的一端以及所述第二接收器芯片U4的INPUTB+引脚电连接，所述电阻R23的另一端与所述电阻R27的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R27的另一端与所述电容C11的一端电连接，所述电容C11的另一端与所述电阻R31的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R31的另一端与所述第二接收器芯片U4的INPUTB-引脚电连接；所述电阻R21一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R24的一端以及所述第二接收器芯片U4的INPUTC+引脚电连接，所述电阻R24的另一端与所述电阻R28的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R28的另一端与所述电容C12的一端电连接，所述电容C12的另一端与所述电阻R32的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R32的另一端与所述第二接收器芯片U4的INPUTC-引脚电连接。

进一步，所述接口模块包括接头JP1，所述接头JP1的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚、第九引脚、第十引脚、第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚与所述信号处理模块电连接，所述接头JP1的第十五引脚、第十六引脚接地。

进一步，所述指示模块包括LED灯模组BAR1，所述LED灯模组BAR1的第十引脚以及第二十引脚与所述电源模块电连接，所述LED灯模组BAR1的LED2 引脚、LED4引脚以及LED_RUN引脚与所述控制模块电连接，所述LED灯模组BAR1 的LED_PWR引脚接地。

进一步，所述降压芯片U2的具体型号为LM2596。

进一步，所述第一接收器芯片U3、所述第二接收器芯片U4的具体型号为AM26C32IDR。

进一步，所述LED灯模组BAR1的具体型号为DRELEDBARV2。

与现有技术相比，本实用新型所提供的双路编码器信号采集模块具有以下有益效果：

本实用新型的双路编码模块中用F407+EtherCAT的核心板，由于可以采用EtherCAT总线作为通信方式，支持各通道的使能控制、数据清零等功能。可以让该模块的编码器输入输出部分控制、开发更加简单。

本实用新型的双路编码模块区别于其他编码器模块硬件界限非常简单，容易操作开发，适用于教学，便于学生理解以及操作。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的一种双路编码器信号采集模块的截面示意图；

图2为图1中电源模块的电路图；

图3为图1中控制模块的电路图；

图4为图1中信号处理模块的电路图；

图5为图1中接口模块的电路图；

图6为图1中指示模块的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供的一种双路编码器信号采集模块，其包括：电源模块1、控制模块2、信号处理模块3、接口模块4以及指示模块5，所述电源模块1，所述电源模块1与所述控制模块2、所述信号处理模块3、所述接口模块4电连接并供电，所述控制模块2与所述信号处理模块3以及所述指示模块5电连接，所述控制模块2控制所述信号处理模块3以及所述指示模块5的工作状态，所述信号处理模块3与所述接口模块4电连接，与外界形成通信。

具体的，请参阅图2，所述电源模块1包括二极管D1、二极管D2、降压芯片 U2、电感L1、电容C1、电容C2、极性电容EC1、极性电容EC2，所述二极管D1的阳极与外界的功能部件电连接，所述二极管D1的阴极形成第一输出端并与所述电容C1的一端、所述极性电容EC1的阳极以及所述降压芯片U2的IN引脚电连接，所述电容C1的另一端、所述极性电容EC1的阴极接地，所述降压芯片U2的OUT引脚与所述二极管D2的阴极、所述电感L1的一端电连接，所述电感L1的另一端与所述极性电容EC2的阳极、所述电容C2的一端电连接并形成第二输出端，所述二极管D2的阳极、所述极性电容EC2的阴极、所述电容C2的另一端接地。

于本实施例中，所述降压芯片U2的具体型号为LM2596。

所述电源模块1能够通过第一输出端以及所述第二输出端向所述控制模块2、所述信号处理模块3、所述接口模块4供电。

具体的，请参阅图3，所述控制模块2包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的 PI6引脚、PI4引脚以及PB5引脚与所述指示模块5电连接，所述控制芯片U1的VCC5 引脚与所述第二输出端电连接，接收所述电源模块1的供电，所述控制芯片U1 的PE2引脚、PE3引脚、PA0引脚、PA1引脚、PH11引脚以及PH10引脚与所述信号处理模块3电连接。

所述控制芯片U1的具体型号为STM32F407。

具体的，请参阅图4，所述信号处理模块3包括第一接收器芯片U3、第二接收器芯片U4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电容C5、电容C6、电容C7、电容C10、电容C11、电容C12，所述第一接收器芯片U3的OUTPUTA引脚、OUTPUTB引脚与所述控制芯片 U1电连接，所述电阻R8一端与所述电源模块1电连接，另一端与所述第一接收器芯片U3的ENABLE引脚电连接，所述电阻R2一端与所述电源模块1电连接，另一端与所述电阻R5的一端以及所述第一接收器芯片U3的INPUTA+引脚电连接，所述电阻R5的另一端与所述电阻R9的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R9的另一端与所述电容C5的一端电连接，所述电容C5的另一端与所述电阻R13的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R13的另一端与所述第一接收器芯片U3的INPUTA-引脚电连接；所述电阻R3一端与所述电源模块1电连接，另一端与所述电阻R6的一端以及所述第一接收器芯片U3的INPUTB+引脚电连接，所述电阻R6 的另一端与所述电阻R10的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R10的另一端与所述电容C6的一端电连接，所述电容C6的另一端与所述电阻R14的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R14的另一端与所述第一接收器芯片U3的 INPUTB-引脚电连接；所述电阻R4一端与所述电源模块1电连接，另一端与所述电阻R7的一端以及所述第一接收器芯片U3的INPUTC+引脚电连接，所述电阻R7 的另一端与所述电阻R11的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R11的另一端与所述电容C7的一端电连接，所述电容C7的另一端与所述电阻R15的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R15的另一端与所述第一接收器芯片U3的INPUTC-引脚电连接；所述第二接收器芯片U4的OUTPUTA引脚、OUTPUTB引脚与所述控制芯片U1电连接，所述电阻R25一端与所述电源模块1电连接，另一端与所述第二接收器芯片U4的ENABLE引脚电连接，所述电阻R19一端与所述电源模块1 电连接，另一端与所述电阻R22的一端以及所述第二接收器芯片U4的INPUTA+引脚电连接，所述电阻R22的另一端与所述电阻R26的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R26的另一端与所述电容C10的一端电连接，所述电容C10的另一端与所述电阻R30的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R30的另一端与所述第二接收器芯片U4的INPUTA-引脚电连接；所述电阻R20一端与所述电源模块1 电连接，另一端与所述电阻R23的一端以及所述第二接收器芯片U4的INPUTB+引脚电连接，所述电阻R23的另一端与所述电阻R27的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R27的另一端与所述电容C11的一端电连接，所述电容C11的另一端与所述电阻R31的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R31的另一端与所述第二接收器芯片U4的INPUTB-引脚电连接；所述电阻R21一端与所述电源模块1 电连接，另一端与所述电阻R24的一端以及所述第二接收器芯片U4的INPUTC+引脚电连接，所述电阻R24的另一端与所述电阻R28的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R28的另一端与所述电容C12的一端电连接，所述电容C12的另一端与所述电阻R32的一端以及所述接口模块4电连接，所述电阻R32的另一端与所述第二接收器芯片U4的INPUTC-引脚电连接。

具体的，所述第一接收器芯片U3、所述第二接收器芯片U4的具体型号为AM26C32IDR。

具体的，请参阅图5，所述接口模块4包括接头JP1，所述接头JP1的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚、第九引脚、第十引脚、第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚与所述信号处理模块3电连接，所述接头JP1的第十五引脚、第十六引脚接地。

具体的，请参阅图6，所述指示模块5包括LED灯模组BAR1，所述LED灯模组 BAR1的第十引脚以及第20引脚与所述电源模块1电连接，所述LED灯模组BAR1的 LED2引脚、LED4引脚以及LED_RUN引脚与所述控制模块2电连接，所述LED灯模组 BAR1的LED_PWR

引脚接地。

在本实施例中，所述LED灯模组BAR1的具体型号为DRELEDBARV2。

本实用新型的双路编码模块中用F407+EtherCAT的核心板，由于可以采用EtherCAT总线作为通信方式，支持各通道的使能控制、数据清零等功能。可以让该模块的编码器输入输出部分控制、开发更加简单。

本实用新型的双路编码模块区别于其他编码器模块硬件界限非常简单，容易操作开发，适用于教学，便于学生理解以及操作。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种双路编码器信号采集模块，其特征在于，包括：

电源模块、控制模块、信号处理模块、接口模块以及指示模块，所述电源模块，所述电源模块与所述控制模块、所述信号处理模块、所述接口模块电连接并供电，所述控制模块与所述信号处理模块以及所述指示模块电连接，所述控制模块控制所述信号处理模块以及所述指示模块的工作状态，所述信号处理模块与所述接口模块电连接，与外界形成通信，所述电源模块包括二极管D1、二极管D2、降压芯片U2、电感L1、电容C1、电容C2、极性电容EC1、极性电容EC2，所述二极管D1的阳极与外界的功能部件电连接，所述二极管D1的阴极形成第一输出端并与所述电容C1的一端、所述极性电容EC1的阳极以及所述降压芯片U2的IN引脚电连接，所述电容C1的另一端、所述极性电容EC1的阴极接地，所述降压芯片U2的OUT引脚与所述二极管D2的阴极、所述电感L1的一端电连接，所述电感L1的另一端与所述极性电容EC2的阳极、所述电容C2的一端电连接并形成第二输出端，所述二极管D2的阳极、所述极性电容EC2的阴极、所述电容C2的另一端接地，所述控制模块包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的PI 6引脚、PI4引脚以及PB5引脚与所述指示模块电连接，所述控制芯片U1的VCC5引脚与所述第二输出端电连接，接收所述电源模块的供电，所述控制芯片U1的PE2引脚、PE3引脚、PA0引脚、PA1引脚、PH11引脚以及PH10引脚与所述信号处理模块电连接，所述控制芯片U1的具体型号为STM32F407。

2.如权利要求1所述的一种双路编码器信号采集模块，其特征在于：

所述信号处理模块包括第一接收器芯片U3、第二接收器芯片U4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电容C5、电容C6、电容C7、电容C10、电容C11、电容C12，所述第一接收器芯片U3的OUTPUTA引脚、OUTPUTB引脚与所述控制芯片U1电连接，所述电阻R8一端与所述电源模块电连接，另一端与所述第一接收器芯片U3的ENABLE引脚电连接，所述电阻R2一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R5的一端以及所述第一接收器芯片U3的INPUTA+引脚电连接，所述电阻R5的另一端与所述电阻R9的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R9的另一端与所述电容C5的一端电连接，所述电容C5的另一端与所述电阻R13的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R13的另一端与所述第一接收器芯片U3的INPUTA-引脚电连接；所述电阻R3一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R6的一端以及所述第一接收器芯片U3的INPUTB+引脚电连接，所述电阻R6的另一端与所述电阻R10的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R10的另一端与所述电容C6的一端电连接，所述电容C6的另一端与所述电阻R14的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R14的另一端与所述第一接收器芯片U3的INPUTB-引脚电连接；所述电阻R4一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R7的一端以及所述第一接收器芯片U3的INPUTC+引脚电连接，所述电阻R7的另一端与所述电阻R11的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R11的另一端与所述电容C7的一端电连接，所述电容C7的另一端与所述电阻R15的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R15的另一端与所述第一接收器芯片U3的INPUTC-引脚电连接；所述第二接收器芯片U4的OUTPUTA引脚、OUTPUTB引脚与所述控制芯片U1电连接，所述电阻R25一端与所述电源模块电连接，另一端与所述第二接收器芯片U4的ENABLE引脚电连接，所述电阻R19一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R22的一端以及所述第二接收器芯片U4的INPUTA+引脚电连接，所述电阻R22的另一端与所述电阻R26的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R26的另一端与所述电容C10的一端电连接，所述电容C10的另一端与所述电阻R30的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R30的另一端与所述第二接收器芯片U4的INPUTA-引脚电连接；所述电阻R20一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R23的一端以及所述第二接收器芯片U4的INPUTB+引脚电连接，所述电阻R23的另一端与所述电阻R27的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R27的另一端与所述电容C11 的一端电连接，所述电容C11的另一端与所述电阻R31的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R31的另一端与所述第二接收器芯片U4的INPUTB-引脚电连接；所述电阻R21一端与所述电源模块电连接，另一端与所述电阻R24的一端以及所述第二接收器芯片U4的INPUTC+引脚电连接，所述电阻R24的另一端与所述电阻R28的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R28的另一端与所述电容C12的一端电连接，所述电容C12的另一端与所述电阻R32的一端以及所述接口模块电连接，所述电阻R32的另一端与所述第二接收器芯片U4的INPUTC-引脚电连接。

3.如权利要求2所述的一种双路编码器信号采集模块，其特征在于：

所述接口模块包括接头JP1，所述接头JP1的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚、第九引脚、第十引脚、第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚与所述信号处理模块电连接，所述接头JP1的第十五引脚、第十六引脚接地。

4.如权利要求3所述的一种双路编码器信号采集模块，其特征在于：

所述指示模块包括LED灯模组BAR1，所述LED灯模组BAR1的第十引脚以及第二十引脚与所述电源模块电连接，所述LED灯模组BAR1的LED2引脚、LED4引脚以及LED_RUN引脚与所述控制模块电连接，所述LED灯模组BAR1的LED_PWR引脚接地。

5.如权利要求4所述的一种双路编码器信号采集模块，其特征在于：

所述降压芯片U2的具体型号为LM2596。

6.如权利要求5所述的一种双路编码器信号采集模块，其特征在于：

所述第一接收器芯片U3、所述第二接收器芯片U4的具体型号为AM26C32 IDR。

7.如权利要求6所述的一种双路编码器信号采集模块，其特征在于：

所述LED灯模组BAR1的具体型号为DRELEDBARV2。

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