JP2005030989A - Rotation detecting device and electronic device of rotary encoder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、AV(Audio-Visual)機器、パーソナルコンピュータや携帯端末など電子機器の入力デバイス、例えばジョグシャトルにおいて用いられるロータリーエンコーダの回転検出装置およびそれを用いた電子機器に関する。 The present invention relates to a rotation detection device of a rotary encoder used in an input device of an electronic device such as an AV (Audio-Visual) device, a personal computer or a portable terminal, for example, a jog shuttle, and an electronic device using the same.
ロータリーエンコーダの出力形式の1つに、インクリメンタル型と呼ばれる形式がある。このインクリメンタル型は、2相のパルスの出力で回転方向を検出するものであり、構造が簡単で、安価であることから、一般に広く使用されている。 One of the output formats of the rotary encoder is a format called an incremental type. This incremental type is generally used widely because it detects the direction of rotation by the output of a two-phase pulse, has a simple structure, and is inexpensive.
インクリメンタル型のロータリーエンコーダの回転検出系において、従来は、電子機器に搭載されているマイクロコンピュータにロータリーエンコーダの出力(2相のパルス)を入力し、マイクロコンピュータが、ロータリーエンコーダからの2相のパルス信号の位相状態を常時監視し、右回転あるいは左回転の検出を行っていた(特許文献1)。
しかしながら、上述した従来のロータリーエンコーダの回転検出系では、マイクロコンピュータが、ロータリーエンコーダからの2相のパルス信号の位相状態を常時監視する必要があるため、マイクロコンピュータへの負担が大きい、という問題がある。 However, in the rotation detection system of the conventional rotary encoder described above, the microcomputer needs to constantly monitor the phase state of the two-phase pulse signal from the rotary encoder. is there.
また、マイクロコンピュータが、ロータリーエンコーダの回転検出以外の他の処理を行っている場合に、割り込み制御によってロータリーエンコーダの出力の位相状態を読み込みにいく場合には、どうしても読み込みの処理の応答速度が遅くなり、特にロータリーエンコーダの回転速度が速い場合などにおいては、ロータリーエンコーダの出力を取りこぼす、といった問題が起こる。 In addition, when the microcomputer is performing processing other than the rotation detection of the rotary encoder and reading the phase state of the rotary encoder output by interrupt control, the response speed of the reading process is inevitably slow. In particular, when the rotational speed of the rotary encoder is high, there arises a problem that the output of the rotary encoder is missed.
本発明の目的は、上記問題を解決し、ロータリーエンコーダの出力を正確に検出することのできる、マイクロコンピュータへの負担の少ないロータリーエンコーダの回転検出装置およびそれを用いた電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rotation detection device for a rotary encoder that can solve the above-described problems and can accurately detect the output of the rotary encoder and has a low burden on a microcomputer, and an electronic device using the same. is there.
上記目的を達成するため、本発明のロータリーエンコーダの回転検出装置は、前記ロータリーエンコーダの2相パルス出力であるA相およびB相の、それぞれのパルスのエッジを検出してエッジ検出信号を出力するエッジ検出手段と、前記A相およびB相のパルスの排他論理和をとるとともに、前記エッジ検出部から出力されるA相、B相のエッジ検出信号をそれぞれ前記排他論理和出力でゲートして右回転検出パルス、左回転検出パルスを発生する回転検出パルス発生手段と、前記右回転を示す右回転検出信号および前記左回転を示す左回転検出信号をそれぞれ出力する回転方向検出保持手段とを有し、前記回転方向検出保持手段は、前記右回転の期間中は、前記右回転検出パルスのレベルが初期状態である第1のレベルからアクティブ状態である第2のレベルに遷移すると、該遷移以降は、前記右回転検出信号のレベルを前記第2のレベルで保持し、前記左回転の期間中は、前記左回転検出パルスのレベルが前記第1のレベルから前記第2のレベルに遷移すると、該遷移以降は、前記左回転検出信号のレベルを前記第2のレベルで保持するように構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the rotation detection device for a rotary encoder according to the present invention detects the edges of the respective pulses of the A phase and B phase, which are two-phase pulse outputs of the rotary encoder, and outputs an edge detection signal. An exclusive OR of the A-phase and B-phase pulses is taken with the edge detection means, and the A-phase and B-phase edge detection signals output from the edge detection unit are respectively gated by the exclusive-OR output and right A rotation detection pulse generating means for generating a rotation detection pulse and a left rotation detection pulse; and a rotation direction detection holding means for outputting a right rotation detection signal indicating the right rotation and a left rotation detection signal indicating the left rotation. The rotation direction detection / holding means is in an active state from the first level in which the level of the right rotation detection pulse is in the initial state during the right rotation period. After the transition, the level of the right rotation detection signal is held at the second level, and during the period of the left rotation, the level of the left rotation detection pulse is changed to the second level. When a transition is made from the level of 1 to the second level, the level of the left rotation detection signal is held at the second level after the transition.
上記の構成によれば、右回転期間中は、右回転検出信号は、アクティブ状態になった時点でその状態が保持され、左回転期間中は、左回転検出信号は、アクティブ状態になった時点でその状態が保持される。こうして状態を保持すれば、外部制御部は、ロータリーエンコーダの2相パルス出力であるA相およびB相の位相関係(回転情報)を任意のタイミングで読み出すことが可能となり、従来のようにA相およびB相の位相関係を常時監視したり、割り込み制御の際に回転情報を取りこぼしたりすることがなくなる。 According to the above configuration, during the right rotation period, the state of the right rotation detection signal is maintained when the active state is activated, and during the left rotation period, the left rotation detection signal is activated when the active state is reached. That state is maintained. If the state is maintained in this way, the external control unit can read out the phase relationship (rotation information) between the A phase and the B phase, which is the two-phase pulse output of the rotary encoder, at any timing. The phase relationship between the B phase and the B phase is not constantly monitored, and the rotation information is not missed during the interrupt control.
本発明の他の形態として、前記右回転検出パルスおよび左回転検出パルスに基づいて前記右回転および左回転のいずれかの回転を検出して回転検出信号を出力する回転検出手段をさらに有し、前記回転検出手段が、前記右回転検出パルスおよび左回転検出パルスのいずれか一方が前記第1のレベルから前記第2のレベルに遷移すると、該遷移以降は、前記回転検出信号を前記第2のレベルで保持するように構成してもよい。この構成によれば、右回転検出信号および左回転検出信号のいずれか一方がアクティブ状態になると、回転検出信号もアクティブ状態になる。このように回転検出信号から、回転が生じたか否かを判断することができ、右回転検出信号または左回転検出信号のアクティブ状態を検知することができる。よって、回転検出信号を割り込み信号として使用して右回転検出信号および左回転検出信号のレベルを確認することが可能である。 According to another aspect of the present invention, there is further provided a rotation detecting means for detecting any rotation of the right rotation and the left rotation based on the right rotation detection pulse and the left rotation detection pulse and outputting a rotation detection signal. When one of the right rotation detection pulse and the left rotation detection pulse makes a transition from the first level to the second level, the rotation detection means transmits the rotation detection signal to the second level after the transition. You may comprise so that it may hold | maintain at a level. According to this configuration, when one of the right rotation detection signal and the left rotation detection signal becomes active, the rotation detection signal also becomes active. Thus, it can be determined from the rotation detection signal whether or not rotation has occurred, and the active state of the right rotation detection signal or the left rotation detection signal can be detected. Therefore, it is possible to check the levels of the right rotation detection signal and the left rotation detection signal by using the rotation detection signal as an interrupt signal.
本発明の他の形態として、前記回転検出手段が、外部から供給されるリセット信号に応じて、前記第2のレベルで保持された、前記回転検出信号と前記右回転検出信号または左回転検出信号とのレベルを前記第1のレベルに強制的に遷移させるように構成してもよい。この構成によれば、リセット信号による第1のレベル(初期状態)への遷移が行われた後は、最新の回転検出状態として、右回転期間中は右回転検出信号のレベルが、左回転期間中は左回転検出信号のレベルが保持される。よって、回転検出信号を割り込み信号として使用すれば、必ず右回転検出信号または左回転検出信号の最新の保持レベルを確認することが可能となり、常に最新の回転情報を取り込むことができる。この場合も、右回転検出信号または左回転検出信号の保持レベルは、外部制御部にて回転情報の読み取りが完全に終わるまでは、その状態が維持されるので、割り込み制御によって回転情報を読み取る場合でも、回転情報の取りこぼしがなくなる。 As another form of the present invention, the rotation detection means and the rotation detection signal and the rotation detection signal or rotation detection signal held at the second level according to a reset signal supplied from the outside. The level may be forcibly shifted to the first level. According to this configuration, after the transition to the first level (initial state) by the reset signal is performed, the level of the right rotation detection signal is set to the left rotation period during the right rotation period as the latest rotation detection state. The level of the left rotation detection signal is held inside. Therefore, if the rotation detection signal is used as an interrupt signal, the latest holding level of the right rotation detection signal or the left rotation detection signal can always be confirmed, and the latest rotation information can always be captured. Also in this case, the right rotation detection signal or left rotation detection signal holding level is maintained until the rotation information is completely read by the external control unit. However, there is no loss of rotation information.
本発明の他の形態として、前記回転方向検出保持手段は、前記右回転検出パルスがセット入力に供給され、前記左回転検出パルスがリセット入力に供給され、第1の出力として前記右回転検出信号が、前記第1の出力の反転出力である第2の出力として前記左回転検出信号がそれぞれ出力される第1のRSフリップフロップより構成してもよい。また、前記回転検出手段は、前記右回転検出パルスおよび左回転検出パルスの論理積をとる第1のAND回路と、前記第1のAND回路の出力がセット入力に供給され、前記リセット信号がリセット入力に供給され、第1の出力として前記回転検出信号が出力される第2のRSフリップフロップと、前記第1のRSフリップフロップの第1の出力と第2のRSフリップフロップの第1の出力の論理積をとる第2のAND回路と、前記第1のRSフリップフロップの第2の出力と第2のRSフリップフロップの第1の出力の論理積をとる第3のAND回路とから構成してもよい。このような構成することで、より簡単かつ低コストで回転検出装置を実現可能となる。 As another embodiment of the present invention, the rotation direction detection holding means is configured such that the right rotation detection pulse is supplied to a set input, the left rotation detection pulse is supplied to a reset input, and the right rotation detection signal is output as a first output. However, you may comprise from the 1st RS flip-flop from which the said left rotation detection signal is each output as a 2nd output which is an inversion output of a said 1st output. In addition, the rotation detecting means supplies a first AND circuit that takes a logical product of the right rotation detection pulse and the left rotation detection pulse, and an output of the first AND circuit is supplied to a set input, and the reset signal is reset. A second RS flip-flop supplied to the input and outputting the rotation detection signal as a first output; a first output of the first RS flip-flop; and a first output of the second RS flip-flop And a third AND circuit that takes the logical product of the second output of the first RS flip-flop and the first output of the second RS flip-flop. May be. With this configuration, the rotation detection device can be realized more easily and at a lower cost.
本発明の電子機器は、上述したいずれかのロータリーエンコーダの回転検出装置と、前記回転検出装置からレベルが保持されて出力される右回転検出信号または左回転検出信号に基づいて前記ロータリーエンコーダの2相パルス出力であるA相およびB相の位相関係を取得する制御手段とを有する。この構成によれば、上述したロータリーエンコーダの回転検出装置の作用を奏する電子機器の提供が可能である。 The electronic device according to the present invention includes a rotation detection device for any one of the rotary encoders described above, and a rotation detection signal of the rotary encoder based on a right rotation detection signal or a left rotation detection signal output while maintaining a level from the rotation detection device. Control means for acquiring the phase relationship between the A phase and the B phase, which are phase pulse outputs. According to this configuration, it is possible to provide an electronic device that exhibits the action of the rotation detection device of the rotary encoder described above.
本発明の別の電子機器は、上述のロータリーエンコーダの回転検出装置のうちの外部からリセット信号が供給されるものと、前記回転検出装置からレベルが保持されて出力される右回転検出信号または左回転検出信号の状態を格納するレジスタと、前記回転検出装置から出力された回転検出信号が割り込み信号として供給され、該割り込み信号がアクティブ状態になると前記レジスタに格納された前記右回転検出信号または左回転検出信号の状態を読み出す制御手段と、リセット要求に応じて、前記レベルが保持された、右回転検出信号または左回転検出信号および回転検出信号の状態を、初期状態のレベルに戻すためのリセット信号を前記回転検出装置に供給するリセット信号発生手段と、前記制御手段による状態の読み出しの際に必要なアドレスを前記レジスタに供給すると同時に、前記リセット信号発生手段に対して前記リセット要求を送出するアドレスデコードとを有することを特徴とする。 Another electronic device according to the present invention includes a rotation signal supplied from the outside of the rotation detection device of the rotary encoder described above, a right rotation detection signal output from the rotation detection device while maintaining a level, or a left rotation signal. A register for storing the state of the rotation detection signal and the rotation detection signal output from the rotation detection device are supplied as an interrupt signal. When the interrupt signal becomes active, the right rotation detection signal stored in the register or the left Control means for reading the state of the rotation detection signal, and a reset for returning the state of the right rotation detection signal or the left rotation detection signal and the rotation detection signal in which the level is held in response to a reset request to the initial level. Reset signal generating means for supplying a signal to the rotation detecting device, and necessary for reading the state by the control means Simultaneously supplying dresses in the register, and having an address decoding for sending the reset request to the reset signal generating means.
上記の構成によれば、上述したロータリーエンコーダの回転検出装置の作用を奏することに加えて、制御手段が、回転検出装置から供給される回転検出信号に応じてレジスタから情報を読み出すと、自動的にリセット信号がリセット信号発生手段から回転検出装置に供給される。このように制御手段は、リセットに関する動作制御を行う必要がない。 According to the above configuration, in addition to the operation of the rotation detection device of the rotary encoder described above, when the control means reads information from the register in accordance with the rotation detection signal supplied from the rotation detection device, The reset signal is supplied from the reset signal generating means to the rotation detecting device. Thus, the control means does not need to perform operation control related to reset.
以上説明したように、本発明によれば、右回転、左回転に応じて、ロータリーエンコーダの2相パルス出力であるA相およびB相の位相関係(回転情報)が保持されるので、制御手段であるマイクロコンピュータは、任意のタイミングでその保持された回転情報を読み取ることができる。この場合、マイクロコンピュータは、A相およびB相の位相関係を常時監視する必要はないので、その分、マイクロコンピュータへの負担が削減される。 As described above, according to the present invention, the phase relationship (rotation information) between the A phase and the B phase, which are the two-phase pulse outputs of the rotary encoder, is maintained in accordance with the right rotation and the left rotation. The microcomputer can read the held rotation information at an arbitrary timing. In this case, since the microcomputer does not need to constantly monitor the phase relationship between the A phase and the B phase, the burden on the microcomputer is reduced accordingly.
また、マイクロコンピュータによる回転情報の読み出しに際して、情報の取りこぼしがなくなるので、回転情報を正確に取得することができ、信頼性の高い回転検出装置を提供することができる。 In addition, since the information is not missed when the rotation information is read out by the microcomputer, the rotation information can be obtained accurately and a highly reliable rotation detection device can be provided.
さらに、回転方向検出保持手段および回転検出手段は、RSフリップフロップやAND回路などを用いた論理回路により簡単に構成することができるので、回転検出装置を簡単なハードウェアにより構成することができる。 Further, since the rotation direction detection holding means and the rotation detection means can be easily configured by a logic circuit using an RS flip-flop, an AND circuit, etc., the rotation detection device can be configured by simple hardware.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態であるロータリーエンコーダの回転検出回路の構成を示すブロック図である。この回転検出回路は、ロータリーエンコーダの一方の出力であるパルスA相が供給される入力端子1aと、他方の出力であるパルスB相が供給される入力端子1bとを有する。入力端子1aから供給されたパルスA相はエッジ検出回路2aおよびEXOR(排他論理和)回路3の一方の入力に供給され、入力端子1bから供給されたパルスB相はエッジ検出回路2bおよびEXOR(排他論理和)回路3の他方の入力に供給されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a rotation detection circuit of a rotary encoder according to an embodiment of the present invention. This rotation detection circuit has an input terminal 1a to which a pulse A phase as one output of the rotary encoder is supplied, and an input terminal 1b to which a pulse B phase as the other output is supplied. The pulse A phase supplied from the input terminal 1a is supplied to one input of the
エッジ検出回路2aは、入力されたパルスA相の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出し、その検出タイミングでパルスを生成する。このエッジ検出回路2aの出力(パルス)はNAND回路4aの一方の入力に供給されている。エッジ検出回路2bは、入力されたパルスB相の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出し、その検出タイミングでパルスを生成する。このエッジ検出回路2bの出力(パルス)はNAND回路4bの一方の入力に供給されている。
The
EXOR回路3は、両入力が異なる場合、すなわち、パルスA相がハイレベルでパルスB相がロウレベル、または、パルスA相がロウレベルでパルスB相がハイレベルのときにハイレベルを出力する。このEXOR回路3の出力は、NAND回路4aの他方の入力およびNAND回路4bの他方の入力にそれぞれ供給されている。NAND回路4aは、エッジ検出回路2aの出力とEXOR回路3の出力の論理積の否定をとるものであって、その出力はRSフリップフロップ5の入力S(セット)およびAND回路6の一方の入力に供給されている。NAND回路4bは、エッジ検出回路2bの出力とEXOR回路3の出力の論理積の否定をとるものであって、その出力はRSフリップフロップ5の入力R(リセット)およびAND回路6の他方の入力に供給されている。
The
RSフリップフロップ5の出力QはAND回路9の一方の入力に供給され、その出力Qの反転出力QBはAND回路10の一方の入力に供給されている。AND回路6は、NAND回路4aの出力とNAND回路4bの出力の論理積をとるものであって、その出力はRSフリップフロップ7の入力S(セット)に供給されている。RSフリップフロップ7は、入力R(リセット)に外部リセット端子8を介して外部から供給されるリセット信号が供給されており、その出力Qは回転検出信号出力端子13、AND回路9の他方の入力およびAND回路10の他方の入力にそれぞれ供給されている。
An output Q of the RS flip-
AND回路9は、RSフリップフロップ5の出力QとRSフリップフロップ7の出力Qの論理積をとるものであって、その出力は右回転検出信号出力端子11に供給されている。AND回路10は、RSフリップフロップ5の出力QBとRSフリップフロップ7の出力Qの論理積をとるものであって、その出力は左回転検出信号出力端子12に供給されている。
The AND
上述した回転検出回路では、EXOR回路3、NAND回路4aおよびNAND回路4bにより回転検出パルス発生回路20が構成されている。この回転検出パルス発生回路20は、EXOR回路3にてA相およびB相のパルスの排他論理和をとるとともに、エッジ検出回路2a、2bの出力をそれぞれEXOR回路3の出力でゲートして右回転検出パルス(NAND回路4aの出力)、左回転検出パルス(NAND回路4bの出力)を発生する。具体的には、右回転期間中は、右回転検出パルスはエッジ検出回路2aの反転出力に対応するものとなり、左回転検出パルスはハイレベルを維持する。一方、左回転期間中は、左回転検出パルスはエッジ検出回路2bの反転出力に対応するものとなり、右回転検出パルスはハイレベルを維持する。なお、停止期間中は、右回転検出パルスおよび左回転検出パルスはともにハイレベルを維持する。
In the rotation detection circuit described above, the rotation detection
RSフリップフロップ5は、回転方向検出保持手段であって、入力Sに供給される右回転検出パルスと、入力Rに供給される左回転検出パルスとのレベルの変化に応じて、出力Qである右回転検出信号のレベルまたは出力QBである左回転検出信号のレベルが保持される。例えば、入力S、Rがともにハイレベル状態で、出力Qがロウレベル、出力QBがハイレベルにある場合に、入力Sがロウレベルへと変化すると、出力Qがハイレベルになり、この後は、入力Sのレベルが変化しても出力Qのレベルに変化は生じない。同様に、入力S、Rがともにハイレベル状態で、出力Qがハイレベル、出力QBがロウレベルにある場合に、入力Rがロウレベルへと変化すると、出力QBがハイレベルになり、この後は、入力Sのレベルが変化しても出力Qのレベルに変化は生じない。このようにして、出力Qである右回転検出信号のレベルまたは出力QBである左回転検出信号のレベルが保持される。
The RS flip-
AND回路6、RSフリップフロップ7、およびAND回路9、10により回転検出/リセット回路30が構成されている。この回転検出/リセット回路30の主な動作は、RSフリップフロップ5から右回転検出信号出力端子11、左回転検出信号出力端子12にそれぞれ供給される右回転検出信号、左回転検出信号のいずれかの信号がアクティブ状態にあるか否かを示す回転検出信号を回転検出信号出力端子13から外部制御部へ供給する第1の動作と、外部制御部からリセット信号入力端子8を介して供給されるリセット信号に応じて、右回転検出信号出力端子11、左回転検出信号出力端子12にそれぞれ供給される信号の状態を初期状態(無回転状態)にする第2の動作である。
The AND circuit 6, the RS flip-
第1の動作において、RSフリップフロップ7の入力Sには、AND回路6の出力である、回転検出パルス発生回路20からの右回転検出パルス(NAND回路4aの出力)および左回転検出パルス(NAND回路4bの出力)の論理積が供給され、RSフリップフロップ7の入力Rには、外部制御部からのリセット信号(ここでは、アクティブ“Low”で動作するものとする)が供給される。RSフリップフロップ7では、例えば、入力S、Rがともにハイレベル状態で、出力Qがロウレベルにある場合に、入力Sがロウレベルへと変化すると、出力Qがハイレベルになり、この後は、入力Sのレベルが変化しても出力Qのレベルに変化は生じない。これにより、RSフリップフロップ7の出力Qである回転検出信号がハイレベルの状態で維持され、AND回路9、10のそれぞれにおいて、RSフリップフロップ5の出力Q(右回転検出信号)、出力QB(左回転検出信号)がそのまま右回転検出信号出力端子11、左回転検出信号出力端子12に供給される。
In the first operation, the input S of the RS flip-
第2の動作では、RSフリップフロップ7の入力Rに供給されるリセット信号のレベルがハイレベルからロウレベルに変化すると、上記第1の動作でハイレベルの状態に維持された出力Q(回転検出信号)のレベルがロウレベルに変化する。これにより、AND回路9、10のそれぞれの出力がロウレベルで固定されて初期状態になる。なお、RSフリップフロップの出力レベルは、電源投入時は不定状態であるため、電源投入時にリセットを行うことにより、出力Qをロウレベルに設定する。
In the second operation, when the level of the reset signal supplied to the input R of the RS flip-
次に、本実施形態のロータリーエンコーダの回転検出回路の動作を具体的に説明する。図2は、図1に示す検出回路の動作を説明するためのタイムチャートである。以下、図2を参照して動作を説明する。 Next, the operation of the rotation detection circuit of the rotary encoder of this embodiment will be specifically described. FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the detection circuit shown in FIG. The operation will be described below with reference to FIG.
ロータリーエンコーダの出力であるA相、B相がそれぞれ入力端子1a、1bに供給されると、エッジ検出回路2a、2bにてA相、B相の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジがそれぞれ検出されると同時に、EXOR回路3にてそれらA相、B相の排他論理積がとられる。A相、B相の位相関係は、図3に示すように、右回転期間中は、A相の位相がB相に対して90°だけ進んだ状態となり、左回転期間中は、A相の位相がB相に対して90°だけ進んだ状態となる。このため、EXOR回路3の出力は、右回転期間中は、A相の立ち上がりエッジからB相の立ち上がりエッジまでの間、およびA相の立ち下がりエッジからB相の立ち下がりエッジまでの間がハイレベルとなり、これ以外はロウレベルとなる。他方、左回転期間中は、B相の立ち上がりエッジからA相の立ち上がりエッジまでの間、およびB相の立ち下がりエッジからA相の立ち下がりエッジまでの間がハイレベルとなり、これ以外はロウレベルとなる。なお、図3中、図面下側に示した矢印はクリック位置である。
When the A phase and B phase, which are the outputs of the rotary encoder, are supplied to the input terminals 1a and 1b, respectively, the rising edges and falling edges of the A phase and B phase are detected by the
NAND回路4aでは、エッジ検出回路2aの出力およびEXOR回路3の出力の論理積の否定がとられ、その結果が右回転検出パルスとして出力される。この右回転検出パルスは、右回転期間中は、エッジ検出回路2aの出力を反転した状態となり、左回転期間および停止期間中は、ハイレベルに維持される。他方、NAND回路4bでは、エッジ検出回路2bの出力およびEXOR回路3の出力の論理積の否定がとられ、その結果が左回転検出パルスとして出力される。この左回転検出パルスは、左回転期間中は、エッジ検出回路2bの出力を反転した状態となり、右回転期間および停止期間中は、ハイレベルに維持される。
In the NAND circuit 4a, the logical product of the output of the
上記の右回転検出パルスおよび左回転検出パルスは、回転検出信号保持手段であるRSフリップフロップ5および回転検出/リセット回路30に供給される。
The right rotation detection pulse and the left rotation detection pulse are supplied to the RS flip-
RSフリップフロップ5では、上記右回転検出パルスが入力Sに、上記左回転検出パルスが入力Rにそれぞれ供給され、右回転期間中は右回転検出信号が、左回転期間中は左回転検出信号がそれぞれ以下のようにレベル保持されて出力される。
In the RS flip-
まず、右回転期間におけるレベル保持動作について説明する。初期状態では、入力Sである右回転検出パルス、入力Rである左回転検出パルスはともにハイレベルになっており、出力Qである右回転検出信号はロウレベルになっている。この状態で、右回転検出パルスのレベルがハイレベルからロウレベルへ変化すると、右回転検出信号はロウレベルからハイレベルに変化する。これ以降は、右回転検出パルスのレベルが変化しても、右回転検出信号のレベルはハイレベルに保持される。 First, the level holding operation in the right rotation period will be described. In the initial state, the right rotation detection pulse as the input S and the left rotation detection pulse as the input R are both at the high level, and the right rotation detection signal as the output Q is at the low level. In this state, when the level of the right rotation detection pulse changes from the high level to the low level, the right rotation detection signal changes from the low level to the high level. Thereafter, even if the level of the right rotation detection pulse changes, the level of the right rotation detection signal is held at a high level.
次に、左回転期間におけるレベル保持動作について説明する。この場合も、初期状態では、入力Sである右回転検出パルス、入力Rである左回転検出パルスはともにハイレベルになっており、出力QBである左回転検出信号はロウレベルになっている。この状態で、左回転検出パルスのレベルがハイレベルからロウレベルへ変化すると、左回転検出信号はロウレベルからハイレベルに変化する。これ以降は、左回転検出パルスのレベルが変化しても、左回転検出信号のレベルはハイレベルに保持される。 Next, the level holding operation in the left rotation period will be described. Also in this case, in the initial state, the right rotation detection pulse as the input S and the left rotation detection pulse as the input R are both at the high level, and the left rotation detection signal as the output QB is at the low level. In this state, when the level of the left rotation detection pulse changes from the high level to the low level, the left rotation detection signal changes from the low level to the high level. Thereafter, even if the level of the left rotation detection pulse changes, the level of the left rotation detection signal is held at a high level.
右回転期間中は、RSフリップフロップ5の出力Qのレベルがハイレベルに保持されると同時に、RSフリップフロップ7の出力Qである回転検出信号のレベルもハイレベルに保持される。このRSフリップフロップ7のレベル保持動作は、次のような手順で行われる。
During the right rotation period, the level of the output Q of the RS flip-
初期状態では、AND回路6の一方の入力である右回転検出パルス、他方の入力である左回転検出パルスはともにハイレベルになっている。よって、AND回路6の出力はハイレベルとなり、RSフリップフロップ7の入力Sにはハイレベルが供給される。一方、RSフリップフロップ7の入力Rであるリセット信号のレベルはハイレベルになっている。この状態で、右回転検出パルスのレベルがハイレベルからロウレベルへ変化してRSフリップフロップ5の出力Qのレベルがハイレベルに保持されると、RSフリップフロップ7の出力Q(回転検出信号)のレベルもハイレベルに変化する。これ以降は、右回転検出パルスのレベルが変化しても、RSフリップフロップ7の出力Qはハイレベルの状態がそのまま保持される。
In the initial state, the right rotation detection pulse as one input of the AND circuit 6 and the left rotation detection pulse as the other input are both at a high level. Therefore, the output of the AND circuit 6 becomes a high level, and the high level is supplied to the input S of the RS flip-
左回転期間中においても、RSフリップフロップ5の出力QBのレベルがハイレベルに保持されると同時に、RSフリップフロップ7の出力Qである回転検出信号のレベルがハイレベルに保持される。このレベル保持動作も、上記の場合と同様な手順で行われる。
Even during the left rotation period, the level of the output QB of the RS flip-
RSフリップフロップ7の出力Q(回転検出信号)のレベルがハイレベルの状態で保持された後、RSフリップフロップ7の入力Rに供給されているリセット信号のレベルがハイレベルからロウレベルになると、RSフリップフロップ7の出力Q(回転検出信号)のレベルがハイレベルからロウレベルになる。同時に、右回転期間中であれば、右回転検出信号出力端子11に供給される右回転検出信号のレベルがロウレベルになり、左回転期間中であれば、左回転検出信号出力端子12に供給される左回転検出信号のレベルがロウレベルになる。このように、リセット信号が供給されると、ハイレベルに保持された、回転検出信号と右回転検出信号または左回転検出信号のレベルがロウレベルになって初期状態になる。
After the level of the output Q (rotation detection signal) of the RS flip-
以上の動作によれば、右回転期間中は、RSフリップフロップ5の出力Q(右回転検出信号)は、初期状態からアクティブ状態に遷移したタイミングでその状態が保持され、左回転期間中は、RSフリップフロップ5の出力QB(左回転検出信号)は、初期状態からアクティブ状態に遷移した状態が保持されることになる。よって、外部制御部では、状態が保持された右回転検出信号または左回転検出信号から、ロータリーエンコーダの2相パルス出力であるA相およびB相の位相関係(回転情報)を任意のタイミングで正確に読み取ることができる。言い換えると、右回転検出信号または左回転検出信号は、外部制御部にて回転情報の読み取りが完全に終わるまでは、状態が保持されるので、割り込み制御(定期的に回転情報を読み出すポーリング処理など)によって回転情報を読み取る場合でも、回転情報の取りこぼしがなくなる。
According to the above operation, during the right rotation period, the output Q (right rotation detection signal) of the RS flip-
右回転検出信号または左回転検出信号のいずれかの状態が保持される(いずれかがアクティブ状態になる)と、同時にRSフリップフロップ7の出力Q(回転検出信号)のレベルがハイレベルに保持されることから、この出力Q(回転検出信号)のレベルの状態を確認することで、回転が生じたか否かを判断することができ、右回転検出信号または左回転検出信号のアクティブ状態を検知することができる。また、リセット信号による初期状態への遷移が行われた後は、最新の回転検出状態として、右回転期間中は右回転検出信号のレベルが、左回転期間中は左回転検出信号のレベルが保持されるので、回転検出信号を割り込み信号として使用して右回転検出信号および左回転検出信号のレベルを確認することで、常に最新の回転情報を取り込むことができる。
When the state of either the right rotation detection signal or the left rotation detection signal is held (one of them becomes active), the level of the output Q (rotation detection signal) of the RS flip-
図4に、上述した回転検出回路を備え、回転検出信号を割り込み信号として使用するように構成された電子機器の一構成例を示す。 FIG. 4 shows an example of the configuration of an electronic device that includes the above-described rotation detection circuit and is configured to use the rotation detection signal as an interrupt signal.
図4を参照すると、電子機器は、図1に示した構成を有する回転検出回路101、レジスタ102、アドレスデコード部103、リセット発生部104、マイクロコンピュータ105からなる。レジスタ102、アドレスデコード部103およびマイクロコンピュータ105はデータアドレスバス(シリアルであっても、パラレルであってもよい)を介して接続されている。
Referring to FIG. 4, the electronic device includes a
レジスタ102は、回転検出回路101からレベルが保持されて出力される右回転検出信号または左回転検出信号の状態(回転情報)を格納するものである。マイクロコンピュータ105は、回転検出回路101から出力された回転検出信号が割り込み信号として供給され、該割り込み信号がアクティブ状態になるとレジスタ102に格納された回転情報を読み出す。アドレスデコード部103は、マイクロコンピュータ105による回転情報の読み出しの際に必要なアドレスをレジスタ102に供給するとともに、回転検出回路101からレジスタ102へ供給される、状態保持された右回転検出信号または左回転検出信号および回転検出信号を初期状態に戻すためのリセット信号の発生を要求する。リセット発生部104は、アドレスデコード部103からのリセット要求に応じて、上記リセット信号を発生して回転検出回路101のリセット端子(図1のリセット端子8)に供給する。
The
上記の電子機器では、例えば右回転期間中に、回転検出回路101から出力される右回転検出信号のレベルがアクティブ状態に保持されると、その状態が回転情報としてレジスタ102に格納されると同時に、回転検出回路101から出力される回転検出信号(回転検出フラグ)の状態がアクティブ状態になる。回転検出信号(回転検出フラグ)の状態がアクティブ状態になると、マイクロコンピュータ105がレジスタ102に格納された回転情報を読み出すために必要な処理を実行し、これに応じて、アドレスデコード部103が、回転情報の読み出しに必要なドレスをレジスタ102に供給するとともに、リセット発生部104に対してリセット要求を送出する。リセット発生部104では、アドレスデコード部103からのリセット要求に応じて、回転検出回路101のリセット入力端子(図1の入力端子8)に供給するリセット信号をアクティブ状態であるロウレベルにする。
In the above electronic device, for example, when the level of the right rotation detection signal output from the
回転検出回路101では、リセット信号がハイレベルからロウレベルになると、図1に示した回転検出/リセット回路30による前述のリセット動作が行われ、アクティブ状態に保持された、右回転検出信号および回転検出信号のレベルを初期状態のレベルに強制的に遷移させる。こうして、回転検出回路101は初期状態に戻り、次の回転期間(右回転期間または左回転期間)における動作に移行する。
In the
なお、回転検出回路101において、電源投入時は、RSフリップフロップ5のQ出力は不定状態(ハイレベルもしくはロウレベル)であるため、電源投入時にRSフリップフロップ7の出力Qをロウレベルである初期状態にする必要がある。このような初期状態の設定は、例えば、図1に示した回路構成において、外部リセット端子8の前段にAND回路を設け、そのAND回路の一方の入力に、回転方向を読み込んだ後にリセット信号を入力すると共に、他方の入力には電源投入時にリセットを行うパワーオンリセット信号(電源投入時に所定期間ロウレベルであり、その後、通常時においてはハイレベルである信号)を入力することで実現することができる。この他の手法としては、図4に示したリセット発生部104に上記のパワーオンリセット信号を入力することで、リセット発生部104がリセット信号を出力して、電源投入時にRSフリップフロップ7の出力Qをロウレベルである初期状態にする構成も考えられる。
In the
以上は、右回転期間における電子機器の動作を説明であるが、左回転期間においても同様な手順で回転情報の読み出しおよびリセットが行われる。 The above is the description of the operation of the electronic device in the right rotation period. However, the rotation information is read and reset in the same procedure in the left rotation period.
以上説明した本発明のロータリーエンコーダの回転検出装置およびそれを用いた電子機器は、図示した構成に限定されるものではなく、その構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、図1に示した構成において、回転検出パルス発生回路、回転方向検出保持手段、回転検出/リセット回路は、他の論理回路で構成することも可能である。一例を挙げると、回転方向検出保持手段は、右回転検出信号および左回転検出信号を保持出力することができるのであれば、RSフリップフロップ5に替えて、複数のDタイプフリップフロップを用いて回転方向検出保持手段を構成することも可能である。
The above-described rotation encoder of the rotary encoder of the present invention and the electronic apparatus using the same are not limited to the illustrated configuration, and the configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Is possible. For example, in the configuration shown in FIG. 1, the rotation detection pulse generation circuit, the rotation direction detection holding means, and the rotation detection / reset circuit can be configured by other logic circuits. For example, if the rotation direction detection holding means can hold and output the right rotation detection signal and the left rotation detection signal, the rotation direction detection holding means rotates using a plurality of D-type flip-flops instead of the RS flip-
1a、1b 入力端子
2a、2b エッジ検出回路
3 EXOR回路
4a、4b NAND回路
5、7 RSフリップフロップ
6、9、10 AND回路
20 回転検出パルス発生回路
30 回転検出/リセット回路
101 回転検出回路
102 レジスタ
103 アドレスデコード部
104 リセット発生部
105 マイクロコンピュータ
1a,
Claims (7)
前記A相およびB相のパルスの排他論理和をとるとともに、前記エッジ検出部から出力されるA相、B相のエッジ検出信号をそれぞれ前記排他論理和出力でゲートして右回転検出パルス、左回転検出パルスを発生する回転検出パルス発生手段と、
前記右回転を示す右回転検出信号および前記左回転を示す左回転検出信号をそれぞれ出力する回転方向検出保持手段とを有し、
前記回転方向検出保持手段は、前記右回転の期間中は、前記右回転検出パルスのレベルが初期状態である第1のレベルからアクティブ状態である第2のレベルに遷移すると、該遷移以降は、前記右回転検出信号のレベルを前記第2のレベルで保持し、前記左回転の期間中は、前記左回転検出パルスのレベルが前記第1のレベルから前記第2のレベルに遷移すると、該遷移以降は、前記左回転検出信号のレベルを前記第2のレベルで保持するように構成されていることを特徴とする、ロータリーエンコーダの回転検出装置。 The edge detection signal is detected by detecting the edges of the A-phase and B-phase pulses, which are the two-phase pulse outputs of the rotary encoder, which produce a predetermined phase difference between the phases according to the right rotation and left rotation. Edge detection means for outputting;
The exclusive OR of the A-phase and B-phase pulses is taken, and the A-phase and B-phase edge detection signals output from the edge detector are gated by the exclusive-OR output to detect the right rotation detection pulse, A rotation detection pulse generating means for generating a rotation detection pulse;
Rotation direction detection holding means for outputting a right rotation detection signal indicating the right rotation and a left rotation detection signal indicating the left rotation, respectively.
When the level of the right rotation detection pulse transits from the first level, which is the initial state, to the second level, which is the active state, during the period of the right rotation, The level of the right rotation detection signal is held at the second level, and when the level of the left rotation detection pulse transits from the first level to the second level during the left rotation period, the transition Thereafter, the rotation detection device of the rotary encoder is configured to hold the level of the left rotation detection signal at the second level.
前記回転検出手段は、前記右回転検出パルスおよび左回転検出パルスのいずれか一方が前記第1のレベルから前記第2のレベルに遷移すると、該遷移以降は、前記回転検出信号を前記第2のレベルで保持するように構成されている、請求項1に記載のロータリーエンコーダの回転検出装置。 Rotation detection means for detecting a rotation of either the right rotation or the left rotation based on the right rotation detection pulse and the left rotation detection pulse and outputting a rotation detection signal;
When one of the right rotation detection pulse and the left rotation detection pulse transits from the first level to the second level, the rotation detection means sends the rotation detection signal to the second detection signal after the transition. The rotation detection device of the rotary encoder according to claim 1, wherein the rotation detection device is configured to be held at a level.
前記右回転検出パルスおよび左回転検出パルスの論理積をとる第1のAND回路と、
前記第1のAND回路の出力がセット入力に供給され、前記リセット信号がリセット入力に供給され、第1の出力として前記回転検出信号が出力される第2のRSフリップフロップと、
前記第1のRSフリップフロップの第1の出力と第2のRSフリップフロップの第1の出力の論理積をとる第2のAND回路と、
前記第1のRSフリップフロップの第2の出力と第2のRSフリップフロップの第1の出力の論理積をとる第3のAND回路とを有する、請求項3に記載のロータリーエンコーダの回転検出装置。 The rotation detecting means includes
A first AND circuit that takes a logical product of the right rotation detection pulse and the left rotation detection pulse;
A second RS flip-flop in which an output of the first AND circuit is supplied to a set input, the reset signal is supplied to a reset input, and the rotation detection signal is output as a first output;
A second AND circuit that performs a logical product of the first output of the first RS flip-flop and the first output of the second RS flip-flop;
The rotation detection device for a rotary encoder according to claim 3, further comprising a third AND circuit that takes a logical product of the second output of the first RS flip-flop and the first output of the second RS flip-flop. .
前記回転検出装置からレベルが保持されて出力される右回転検出信号または左回転検出信号に基づいて前記ロータリーエンコーダの2相パルス出力であるA相およびB相の位相関係を取得する制御手段とを有することを特徴とする電子機器。 A rotation detection device for a rotary encoder according to any one of claims 1 to 5,
Control means for acquiring a phase relationship between the A phase and the B phase, which is a two-phase pulse output of the rotary encoder, based on a right rotation detection signal or a left rotation detection signal output while holding the level from the rotation detection device; An electronic device including the electronic device.
前記回転検出装置からレベルが保持されて出力される右回転検出信号または左回転検出信号の状態を格納するレジスタと、
前記回転検出装置から出力された回転検出信号が割り込み信号として供給され、該割り込み信号がアクティブ状態になると前記レジスタに格納された前記右回転検出信号または左回転検出信号の状態を読み出す制御手段と、
リセット要求に応じて、前記レベルが保持された、右回転検出信号または左回転検出信号および回転検出信号の状態を、初期状態のレベルに戻すためのリセット信号を前記回転検出装置に供給するリセット信号発生手段と、
前記制御手段による状態の読み出しの際に必要なアドレスを前記レジスタに供給すると同時に、前記リセット信号発生手段に対して前記リセット要求を送出するアドレスデコードとを有することを特徴とする電子機器。
A rotation detection device for a rotary encoder according to any one of claims 3 to 5,
A register that stores a state of a right rotation detection signal or a left rotation detection signal that is output while the level is held from the rotation detection device;
The rotation detection signal output from the rotation detection device is supplied as an interrupt signal, and when the interrupt signal becomes active, control means for reading the state of the right rotation detection signal or the left rotation detection signal stored in the register;
In response to a reset request, a reset signal that supplies the rotation detection device with a reset signal for returning the state of the right rotation detection signal or the left rotation detection signal and the rotation detection signal to the initial level when the level is maintained. Generating means;
An electronic apparatus comprising: an address decode for sending the reset request to the reset signal generation means at the same time as supplying an address necessary for reading the state by the control means to the register.
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JP2012032208A (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Toyota Central R&D Labs Inc | Sensor signal processing circuit |
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