光电编码器接口实验
工程说明：实验3_编码器接口
实验3_编码器接口
本实验例程主要演示编码器接口功能
本实验使用到了有刷驱动板，和GM37-545直流有刷电机，电机带有减速齿轮，减速比是30，霍尔传感器可以输出2相相位差为90°的脉冲方波。
1.1 跳线帽情况
/******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽**********/
1.2 接线说明
连接串口屏与F4主控板，使用排线连接无刷电机接口1和有刷驱动板上的控制接口。
并且将电机接到有刷电机驱动板上。
图 1 接线实物
图2 30减速比的直流有刷电机接线
1.3 操作与现象
1.打开实验箱电源。
2.串口屏上按照以下顺序点击进入编码器接口控制页面
实验选项->编码器反馈->实验1
3.点击屏幕上的按钮。
4.电机可以实现正转和反转功能。
.。
绝对式光电轴角编码器CAN总线接口
收 缓 冲 器 ， 支 持 先 进 先 出 （ ＦＩＦＯ） 原 则 ， 支 持 １１ 位 和 ２９ 位 标 识
码， 通信位速率可达 １Ｍｂｐｓ， 可以工作在 ＢａｓｉｃＣＡＮ 模式和 Ｐｅｌｉ－
ＣＡＮ 模式。
ＣＡＮ 总 线 驱 动 器 选 择 Ｐｈｉｌｉｐｓ 的 ＴＪＡ１０５０， 它 是 高 速 ＣＡＮ
３ 编 码 器 ＣＡＮ 总 线 接 口 在 光 电 跟 踪 系统中的应用
３．１ 编码器用于光电跟踪系统位置检测
邮局订阅号： ８２－９４６ ３６０ 元 ／ 年 － ６９ －
嵌入式网络技术应用
中 文 核 心 期 刊《 微 计 算 机 信 息 》（ 嵌 入 式 与 Ｓ ＯＣ ）２００７ 年 第 ２３ 卷 第 １－２ 期
您的论文得到两院院士关注 文章编号：１００８－ ０５７０（２００７）０１－ ２－ ００６９－ ０２
嵌入式网络技术应用
绝对式光电轴角编码器 ＣＡＮ 总线接口
ＣＡＮ Ｂｕ ｓ Ｉｎ ｔｅ ｒｆａ ｃｅ ｆｏ ｒ ｔｈ ｅ Ａｂ ｓ ｏ ｌｕ ｔｅ Ｏｐ ｔｏ ｅ ｌｅ ｃｔｒｏ ｎ ｉｃ Ｅｎ ｃｏ ｄ ｅ ｒ
通 过 ＣＡＮ 总 线 接 口 实 现 在 带 有 多 传 感 器 、多 分 系 统 的 控 制 系 统 中 数 据 传 输 ， 本 文 论 述 了 它 在 大 型 光 电 跟 踪 系 统 中 的 应 用 。
关键词：绝对式光电轴角编码器，ＣＡＮ 总线，ＳＪ Ａ１０００，光电跟踪系统
中 图 分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３９３
更适合复杂的实时控制场合， 它同时负责对编码器的数据处理
和对 ＣＡＮ 总线节点的初始化。ＣＡＮ 控制器选择 Ｐｈｉｌｉｐｓ 半导体
公 司 的 ＳＪＡ１０００， 实 现 总 线 与 主 控 机 （ 控 制 计 算 机 ） 之 间 数 据 通
光电编码器角度测量实验报告
光电编码器角度测量实验报告
编码器是一种传感器，主要是用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数，它是一种集光、机、电为一体的数字化检测装置，它具有分辨率高、精度高、结构简单、体积小、使用可靠、易于维护、性价比高等优点。
近些年来，它发展为一种成熟的多规格、高性能的系列工业化产品，在数控机床、机器人、雷达、光电经纬仪、地面指挥仪、高精度闭环调速系统、伺服系统等诸多领域中得到了广泛的引用。
那么，光电编码器可以定义为：一种通过光电转换，将输至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，它主要用于速度或位置（角度）的检测。
比较典型的光电编码器由码盘（Disk）、检测光栅（Mask）、光电转换电路（包括光源、光敏器件、信号转换电路）、机械部件等组成。
增量式光电编码器的特点是没产生一个输出脉冲信号就对应于
一个增量位移，但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。
它能够产生与位移增量等值的脉冲信号，其作用是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化（速度）的传感方法，它相对于某个基准点的相对位置增量，不能够直接检测出轴的绝对位置信息。
一般来说，增量式光电编码器输出A、B两相互差90读电角度的脉冲信号（也即是两组正交输出信号），从而可以方便地判断出旋转方向。
同时还有用作参考零位的Z相标志（指示）脉冲信号，码盘每
旋转一周，只发出一个标志信号。
标志脉冲通常用来指示机械位置或对积累量清零。
编码器 实验报告
编码器实验报告编码器实验报告引言编码器是一种重要的数字电路设备，用于将输入的信息转换为特定的编码形式。
在现代科技发展中，编码器广泛应用于通信、计算机、电子设备等领域。
本实验旨在通过设计和实现一个简单的编码器电路，深入了解编码器的原理和应用。
实验目的1. 了解编码器的基本原理和分类；2. 学习编码器的设计方法和实现技巧；3. 掌握编码器的应用场景和使用方法。
实验原理编码器是一种多对一的数字电路设备，通过对输入信号进行编码，将多个输入状态映射为唯一的输出状态。
常见的编码器有优先编码器、旋转编码器、格雷码编码器等。
1. 优先编码器优先编码器是一种将多个输入状态按照优先级进行编码的设备。
当多个输入同时有效时，只有优先级最高的输入被编码输出。
优先编码器常用于优先级译码器和多路选择器中。
2. 旋转编码器旋转编码器是一种通过旋转操作来改变输出状态的设备。
它通常由一个旋转轮和两个感应器组成，感应器用于检测旋转轮的方向和速度。
旋转编码器常用于旋钮、鼠标滚轮等设备中。
3. 格雷码编码器格雷码编码器是一种将二进制输入信号转换为格雷码输出信号的设备。
格雷码是一种特殊的二进制编码形式，相邻的两个码字只有一位不同，避免了二进制编码中的多位错误。
格雷码编码器常用于数字显示器、光电编码器等设备中。
实验过程本实验以优先编码器为例，设计和实现一个4输入优先编码器电路。
1. 确定输入和输出端口根据实验要求，我们需要设计一个4输入优先编码器，因此需要确定4个输入端口和1个输出端口。
2. 绘制逻辑电路图根据优先编码器的原理，我们可以绘制出如下的逻辑电路图：（图略）3. 确定逻辑门类型根据逻辑电路图，我们可以确定每个逻辑门的类型。
在本实验中，我们选择使用与门和或门。
4. 搭建电路实验平台根据逻辑电路图，我们可以搭建实验平台，连接逻辑门和输入输出端口。
5. 进行实验测试将不同输入信号输入到优先编码器中，观察输出信号的变化。
测试不同输入组合下的编码输出结果。
光电编码器的工作原理和应用电路[指南]
![光电编码器的工作原理和应用电路[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/3ce72bc685254b35eefdc8d376eeaeaad0f31651.png)
光电编码器的工作原理和应用电路1 光电编码器的工作原理光电编码器(Optical Encoder)俗称“单键飞梭”，其外观好像一个电位器，因其外部有一个可以左右旋转同时又可按下的旋钮，很多设备(如显示器、示波器等)用它作为人机交互接口。
下面以美国Greyhill公司生产的光电编码器为例，介绍其工作原理及使用方法。
光电编码器的内部电路如图1所示，其内部有1个发光二极管和2个光敏三极管。
当左右旋转旋钮时，中间的遮光板会随旋钮一起转动，光敏三极管就会被遮光板有次序地遮挡，A、B相就会输出图2所示的波形；当按下旋钮时，2、3两脚接通，其用法同一般按键。
当顺时针旋转时，光电编码器的A相相位会比B相超前半个周期；反之，A相会比B相滞后半个周期。
通过检测A、B两相的相位就可以判断旋钮是顺时针还是逆时针旋转，通过记录A或B相变化的次数，就可以得出旋钮旋转的次数，通过检测2、3脚是否接通就可以判断旋钮是否按下。
其具体的鉴相规则如下：1.A为上升沿，B=0时，旋钮右旋；2.B为上升沿，A=l时，旋钮右旋；3.A为下降沿，B=1时，旋钮右旋；4.B为下降沿，A=O时，旋钮右旋；5.B为上升沿，A=0时，旋钮左旋；6.A为上升沿，B=1时，旋钮左旋；7.B为下降沿，A=l时，旋钮左旋；8.A为下降沿，B=0时，旋钮左旋。
通过上述方法，可以很简单地判断旋钮的旋转方向。
在判断时添加适当的延时程序，以消除抖动干扰。
2 WinCE提供的驱动模型WinCE操作系统支持两种类型的驱动程序。
一种为本地驱动程序，是把设备驱动程序作为独立的任务实现的，直接在顶层任务中实现硬件操作，因此都有明确和专一的目的。
本地设备驱动程序适合于那些集成到Windows CE平台的设备，诸如键盘、触摸屏、音频等设备。
另一种是具有定制接口的流接口驱动程序。
它是一般类型的设备驱动程序。
流接口驱动程序的形式为用户一级的动态链接库(DLL)文件，用来实现一组固定的函数称为“流接口函数”，这些流接口函数使得应用程序可以通过文件系统访问这些驱动程序。
光电编码器的工作原理和应用电路
光电编码器的工作原理和应用电路1 光电编码器的工作原理光电编码器(Optical Encoder)俗称“单键飞梭”，其外观好像一个电位器，因其外部有一个可以左右旋转同时又可按下的旋钮，很多设备(如显示器、示波器等)用它作为人机交互接口。
下面以美国Greyhill公司生产的光电编码器为例，介绍其工作原理及使用方法。
光电编码器的内部电路如图1所示，其内部有1个发光二极管和2个光敏三极管。
当左右旋转旋钮时，中间的遮光板会随旋钮一起转动，光敏三极管就会被遮光板有次序地遮挡，A、B相就会输出图2所示的波形；当按下旋钮时，2、3两脚接通，其用法同一般按键。
当顺时针旋转时，光电编码器的A相相位会比B相超前半个周期；反之，A相会比B相滞后半个周期。
通过检测A、B两相的相位就可以判断旋钮是顺时针还是逆时针旋转，通过记录A或B相变化的次数，就可以得出旋钮旋转的次数，通过检测2、3脚是否接通就可以判断旋钮是否按下。
其具体的鉴相规则如下：1.A为上升沿，B=0时，旋钮右旋；2.B为上升沿，A=l时，旋钮右旋；3.A为下降沿，B=1时，旋钮右旋；4.B为下降沿，A=O时，旋钮右旋；5.B为上升沿，A=0时，旋钮左旋；6.A为上升沿，B=1时，旋钮左旋；7.B为下降沿，A=l时，旋钮左旋；8.A为下降沿，B=0时，旋钮左旋。
通过上述方法，可以很简单地判断旋钮的旋转方向。
在判断时添加适当的延时程序，以消除抖动干扰。
2 WinCE提供的驱动模型WinCE操作系统支持两种类型的驱动程序。
一种为本地驱动程序，是把设备驱动程序作为独立的任务实现的，直接在顶层任务中实现硬件操作，因此都有明确和专一的目的。
本地设备驱动程序适合于那些集成到Windows CE平台的设备，诸如键盘、触摸屏、音频等设备。
另一种是具有定制接口的流接口驱动程序。
它是一般类型的设备驱动程序。
流接口驱动程序的形式为用户一级的动态链接库(DLL)文件，用来实现一组固定的函数称为“流接口函数”，这些流接口函数使得应用程序可以通过文件系统访问这些驱动程序。
光电编码器接口实验
实验七用光电编码器测量电机转角一、实验目的1、了解实验系统的组成和光电编码器检测转角的工作原理；2、熟悉光电编码器与DSP间的接口电路；3、熟悉事件管理器模块的编程和应用；4、掌握直流无刷电机的位置与速度检测方法。
二、实验系统原理及编程2.1 直流无刷电机实验系统中选用的三相直流无刷电机型号为57BL－0730N1，具体参数和信号描述见《实验指导书》的1.2.4节。
2.2光电式位置传感器在光电式位置传感器实验中，BLDC电机采用增量式光电编码器作为位置传感器，输出为两路频率可变、有固定1/4周期相位差（即90度）的脉冲序列，电机每转360°各路输出600个周期的方波信号，即码盘线数为600线/转。
实验过程可以通过示波器观测信号波形。
2.3 与DSP的电路接口TMS320F28×系列DSP包含两个事件管理器，实验中采用事件管理器B（EVB）来实现三相无刷直流电机的转角的测量。
从光电编码器输入的2路QEP信号经过74LVT245缓冲后送至EVB的QEP引脚。
2.4 直流无刷电机的角位置的测量方法1）事件管理器B的初始化事件管理器的初始化可参考如下的例程，其中定时器T4为QEP电路提供事件基准，void InitEvB(void){EALLOW;GPBMUX[0]=0xffff; // always not as i/o portGPBDIR[0]=0x0000; // always as inportEDIS;T4CON[0] = 0x187c; // 使能T4计数器工作,定向增减，QEP作时钟源、CAPCONB[0]= 0x70fc; //1110,0000,0000,0000 选定时器4，使能QEP4,5T4PR[0] = 0xffff; //设置计数器的激素范围为最大值T4CNT[0] = 0x8000; //设置计数器的初值在计数量程的中间}2）电机转角的检测当电机运转时轴上的光电编码器产生正交脉冲序列，QEP电路可以通过两路脉冲的先后次序（相位）确定电机的转动方向，根据检测脉冲的个数和频率，可分别确定电机的角位置和角速度。
光电编码器脉冲当量测量实验总结
光电编码器脉冲当量测量实验总结
光电编码器脉冲当量测量实验是一种常见的测量方法，用于测量旋转角度或转速等参数。
在本次实验中，我们使用了光电编码器来测量电机的转速，并通过计算脉冲数和时间间隔来得出脉冲当量。
我们需要准备实验设备，包括光电编码器、信号发生器、示波器、数据采集卡等。
然后，将光电编码器的输出信号连接到信号发生器的输入端，并将示波器的输入端连接到信号发生器的输出端。
接着，通过数据采集卡将示波器的输出信号转换为数字信号，以便后续处理。
接下来，我们进行了实验操作。
首先启动电机，使其开始旋转。
然后，通过示波器观察光电编码器的输出信号，记录下脉冲数和时间间隔。
接着，根据脉冲计数原理和时间间隔计算出脉冲当量。
最后，将计算结果与理论值进行比较，验证实验结果的准确性。
通过本次实验，我们深入了解了光电编码器的工作原理和使用方法，掌握了脉冲当量的计算方法，并能够准确地测量电机的转速。
同时，也发现了一些问题和不足之处，例如在高速旋转时容易出现误差，需要采取相应的措施来减小误差。
总之，光电编码器脉冲当量测量实验是一项重要的实验内容，对于理解光学传感器的原理和应用具有重要意义。
希望今后能够继续深入学习相
关知识，不断提高自己的实践能力和水平。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验七用光电编码器测量电机转角
一、实验目的
1、了解实验系统的组成和光电编码器检测转角的工作原理；
2、熟悉光电编码器与DSP间的接口电路；
3、熟悉事件管理器模块的编程和应用；
4、掌握直流无刷电机的位置与速度检测方法。
二、实验系统原理及编程
2.1 直流无刷电机
实验系统中选用的三相直流无刷电机型号为57BL－0730N1，具体参数和信号描述见《实验指导书》的1.2.4节。
2.2光电式位置传感器
在光电式位置传感器实验中，BLDC电机采用增量式光电编码器作为位置传感器，输出为两路频率可变、有固定1/4周期相位差（即90度）的脉冲序列，电机每转360°各路输出600个周期的方波信号，即码盘线数为600线/转。
实验过程可以通过示波器观测信号波形。
2.3 与DSP的电路接口
TMS320F28×系列DSP包含两个事件管理器，实验中采用事件管理器B（EVB）来实现三相无刷直流电机的转角的测量。
从光电编码器输入的2路QEP信号经过74LVT245缓冲后送至EVB的QEP引脚。
2.4 直流无刷电机的角位置的测量方法
1）事件管理器B的初始化
事件管理器的初始化可参考如下的例程，其中定时器T4为QEP电路提供事件基准，void InitEvB(void)
{
EALLOW;
GPBMUX[0]=0xffff; // always not as i/o port
GPBDIR[0]=0x0000; // always as inport
EDIS;
T4CON[0] = 0x187c; // 使能T4计数器工作,定向增减，QEP作时钟源、
CAPCONB[0]= 0x70fc; //1110,0000,0000,0000 选定时器4，使能QEP4,5
T4PR[0] = 0xffff; //设置计数器的激素范围为最大值
T4CNT[0] = 0x8000; //设置计数器的初值在计数量程的中间
}
2）电机转角的检测
当电机运转时轴上的光电编码器产生正交脉冲序列，QEP电路可以通过两路脉冲的先
后次序（相位）确定电机的转动方向，根据检测脉冲的个数和频率，可分别确定电机的角位置和角速度。
QEP电路的输入脉冲经过4倍频和辨向后作为通用定时器的4的时钟源和方向控制信号，此时定时器必须工作在定向增/减计数模式，预定标参数恒为1，定时器的外部输入引脚（TDIRB、TCLKINB）不起作用。
position=T4CNT; //定时器计数器中的值即为电机轴转角对应的脉冲经四倍频后的值。
三、实验要求
1、熟悉实验系统中QEP电路原理和电机的角位置、角速度测量方法；
2、采用定时中断或周期性的查询方式检测角位置，将角位置通过数码管显示出来；
四、实验步骤
1、先不连接功放板，仅把光电编码器的两路输出连接到J6的QEP4和QEP5上。
运行角位置检测程序，用手转动电机转轴，使光电编码器输出正交信号，观察数码管显示的角位置。
如果码盘接口正常，可将系统断电，准备连接功放板。
2、通电前通过一根26芯排线连接DSP板的J3接至功率放大器板的J1，采用一根10芯排线连接DSP板的J5和功率放大器板的J3。
注意：此时不要连接电机，即保持功率放大器板的J6和电机功率信号的4芯电缆线断开。
3、设置事件管理器A，通过PWM1－PWM6输出占空比分别为10％、50％、90％的PWM 信号，推荐PWM信号频率取20kHz；
4、前面三个步骤完成后，连接功率放大器板的J6和电机功率信号插头（4芯电缆线），运行换向和PWM产生程序使电机运转；观察数码管显示的角位置，推荐转角单位采用“度”。
5、编程测试电机转速。
转速测试可借助于定时器中断，然后求固定时间间隔内（如10-100ms）的脉冲数来实现，并将测试结果显示在数码管上，推荐采用转速单位采用“转/分钟”。
五、实验思考
1、你是如何根据位置检测数据来计算电机转速的？试分别给出占空比为10％、50％、90％
下的电机转速测试结果。
2、针对基于霍尔传感器与光电编码器的两种转速测试方法，试从测试原理、速度分辨率、
与DSP的接口等方面分析二者有何异同。
3、如果要实现闭环的位置控制，是否还需要在实验系统基础上扩充其它部件？。