鲍勇
摘 要:该文在对旋转编码器工作原理研究基础上,提出一种基于单片机的旋转编码器测试系统,该系统具有成本低、效率高等特点,该文在对旋转编码器的工作原理和分类进行研究的基础上,针对基于单片机的旋转编码器测试系统展开了设计,该系统主要由单片机控制子系统、电源供电子系统、液晶显示子系统、外部接口、控制按键等组成。
关键词:旋转编码器 单片机 测试
中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(a)-0210-02
旋转编码器是一种结合光机电技术的速度位移传感器,传统的工业旋转编码器的生产过程中,往往是安装完成后,再通过大量的测试和试验来进行调试,从而发现问题,解决问题,但旋转编码器由于其安装位置和性能非常容易发生问题,该方法不仅浪费了大量的人力物力,还缺乏一定的稳定性和高效性,所以,随着科技及工业的不断发展,传统的工业测试模式已经渐渐被替代,基于单片机的旋转编码器测试系统凭借成本低、效率高等特点,成为旋转编码器测试系统领域的新宠,具有很好的发展前景。
1 旋转编码器工作原理
旋转编码器是一种结合光机电技术的速度位移传感器,通过光电转换效应,可以将相应的速度机械量转换成数字量,从而实现速度的快速调控,旋转编码器由中心轴、光电码盘、明暗刻度线等组成,旋转编码器主要是通过中心轴的运转,带动光电码盘的旋转,经过发射端发射的光线照射,从而形成光栅状态的非连续光线,以供接收端的接收,从而形成最初信号,之后经过编码器进行编码,将光信号转换成脉冲或者代码形式的电信号。旋转编码器在安装和使用的过程中,很容易出现异常情况,传统的检测方法浪费了大量的人力物力,基于单片机的旋转编码器测试系统,可以周期性的自动对旋转编码器的工作状态和位置进行测量,及时发现问题,并自动解决问题,或者通过告警通知维护人员进行处理,大大的提高了检测效率和精度,同时,也为旋转编码器的生产和运作提供了有效保障。
2 旋转编码器的测试系统设计
旋转编码器由于其安装位置和性能非常容易发生问题,而旋转编码器的工作过程与位置和偏移息息相关,因此,在安装过程中需要注意,减少对中心轴的直接冲击和负荷、降低旋转编码器的振动和位移、仔细检查配线和连接情况,从而尽可能的避免旋转编码器出现精度不准确或者过度损耗等现象,但是,往往依靠人工来进行相应的检查,不仅浪费了大量的人力物力,还缺乏一定的稳定性和高效性,尤其是在旋转编码器安装完毕后,当出现问题再进行更改,将是一件非常头疼的事情,因此,本文基于单片机的结构,设计了一种用于旋转编码器的测试系统,该系统具有效率高、使用安全、成本低、操作简单等特点。接下来,将对系统的结构及具体设计进行介绍。
基于单片机的旋转编码器测试系统,主要由单片机控制子系统、电源供电子系统、液晶显示子系统、外部接口、控制按键等组成,具体系统结构如图1所示。
(1)单片机控制子系统
单片机控制子系统是基于单片机的旋转编码器测试系统的核心部分,主要由单片机及相应电路组成,本文采用的单片机是P89LPC936型号的单片机,具有执行能力强、执行周期短的特点,包含高精度的RC振荡器、25个I/O接口、15个中断源、寄存器和捕获/比较单元等,从而实现了整个系统的控制功能,通过对外部接口传来的旋转编码器测试信息进行处理,检测旋转编码器的精度和安装使用情况,并根据结果通过控制按键对被测试的旋转编码器的进行控制,还可以将结果进行传送到液晶显示子系统,从而实现人机交互,使维护人员及时获取旋转编码器的相关信息,保证旋转编码器的顺利安装和使用。
(2)电源供电子系统
电源供电子系统是保证整个基于单片机的旋转编码器测试系统的正常运作的能源基础,为了防止由于断电或者电压不稳造成系统的非正常使用,本文将蓄电池组加入到电源供电子系统中,作为电源供电子系统的后备力量。在市电正常供电时,采用市电供电,并对蓄电池组进行充电,当市电非正常供电时,采用蓄电池组供电,从而有效地保障了系统的运行,增强了旋转编码器的测试精度和稳定性。
(3)液晶显示子系统
液晶显示子系统主要是用于实时显示测试情况,实现人机交互的功能,本文采用RT12864-2M液晶显示屏作为基于单片机的旋转编码器测试系统的液晶显示子系统的主体部分,该液晶显示器具有耗能低、显示全、引脚多等特点,通过与单片机进行串行连接,从而将单片机控制子系统传来的旋转编码器测试信号进行实时显示,使用人员可以根据显示信息进行相应的调整和操作。
(4)外部接口
外部接口是基于单片机的旋转编码器测试系统与外界和旋转编码器联系的通道,单片机通过I/O口等与外界相连,根据外部接口获取旋转编码器的相关信息和输出相关的控制信息,从而实现了系统的测试和控制功能。
(5)控制按键
控制按键是为了能自动的对旋转编码器进行控制而设立的,主要在旋转编码器上,具体操作是单片机控制系统根据处理和分析后的信息,通过接口将控制信息传送给控制按键,从而实现了速度和方向等属性的控制。
3 旋转编码器测试系统的软件设计
由于本文的旋转编码器测试系统是基于单片机的,所以本文的在进行软件设计时,主要使用C语言进行编程,软件开发环境采用的是KEIL U Vision2,并以E6B2旋转编码器为设计对象,并有两个输出极位,A和B,之间的相位相差45度到135度,单片机控制子系统可以通过对E6B2旋转编码器的两个输出极位A和B的输出电平,来计算E6B2旋转编码器的输出脉冲个数,进而判断E6B2旋转编码器的旋转方向和工作状态。旋转编码器测试系统的软件设计流程图如图2所示。
旋转编码器测试系统具体的工作过程是,单片机控制子系统周期性的检测旋转编码器输出极位A和B的输出电平,主要是通过I/O口来完成连接和信息的传输,并将收到的信息进行处理,进而计算编码器的输出脉冲个数,并通过串口将信息传送给液晶子系统,将E6B2旋转编码器的工作和位置参数及时的显示到显示屏上,实现人机交互,供用户使用,单片机控制子系统根据设置的门限值,对处理后的信息进行分析,如果判断出旋转编码器处于异常状态,则通过串口将异常信息传送给液晶显示子系统,以显示或者鸣笛告警的形式,通知维护人员进行处理,如果该异常情况,测试系统可以自动进行调整,单片机控制子系统通过I/O接口将控制信息传送到相应的控制按键,直到异常状态消除。来对旋转编码器进行操作,以保障旋转编码器的正常工作和运行状态。
4 结语
目前,旋转编码器凭借体积小、功能多、力矩小、质量轻、稳定性高、消耗能量低等特点,被工业广泛应用于速度位移测量,是一种结合光机电技术的速度位移传感器,但旋转编码器安装位置和性能非常容易发生问题,往往在安装完成后,需要大量地人力物力来进行调试和整改,缺乏一定稳定性和高效性。针对此问题,本文提出一种基于单片机的旋转编码器测试系统,该系统具有成本低、效率高等特点,本文在对旋转编码器的工作原理和分类进行研究的基础上,针对基于单片机的旋转编码器测试系统展开了设计,该系统主要由单片机控制子系统、电源供电子系统、液晶显示子系统、外部接口、控制按键等组成。
参考文献
[1] 于庆广,刘葵,王冲,等.光电编码器选型及同步电机转速和转子位置测量[J].电气传动,2006,36(4):17-20.
[2] 崔丽.2009年国内旋转编码器市场分析[J].电气时代,2009(5).
[3] 钱宏文,朱燕君.新型磁旋转编码器设计[J].电子与封装,2008(10).endprint
摘 要:该文在对旋转编码器工作原理研究基础上,提出一种基于单片机的旋转编码器测试系统,该系统具有成本低、效率高等特点,该文在对旋转编码器的工作原理和分类进行研究的基础上,针对基于单片机的旋转编码器测试系统展开了设计,该系统主要由单片机控制子系统、电源供电子系统、液晶显示子系统、外部接口、控制按键等组成。
关键词:旋转编码器 单片机 测试
中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(a)-0210-02
旋转编码器是一种结合光机电技术的速度位移传感器,传统的工业旋转编码器的生产过程中,往往是安装完成后,再通过大量的测试和试验来进行调试,从而发现问题,解决问题,但旋转编码器由于其安装位置和性能非常容易发生问题,该方法不仅浪费了大量的人力物力,还缺乏一定的稳定性和高效性,所以,随着科技及工业的不断发展,传统的工业测试模式已经渐渐被替代,基于单片机的旋转编码器测试系统凭借成本低、效率高等特点,成为旋转编码器测试系统领域的新宠,具有很好的发展前景。
1 旋转编码器工作原理
旋转编码器是一种结合光机电技术的速度位移传感器,通过光电转换效应,可以将相应的速度机械量转换成数字量,从而实现速度的快速调控,旋转编码器由中心轴、光电码盘、明暗刻度线等组成,旋转编码器主要是通过中心轴的运转,带动光电码盘的旋转,经过发射端发射的光线照射,从而形成光栅状态的非连续光线,以供接收端的接收,从而形成最初信号,之后经过编码器进行编码,将光信号转换成脉冲或者代码形式的电信号。旋转编码器在安装和使用的过程中,很容易出现异常情况,传统的检测方法浪费了大量的人力物力,基于单片机的旋转编码器测试系统,可以周期性的自动对旋转编码器的工作状态和位置进行测量,及时发现问题,并自动解决问题,或者通过告警通知维护人员进行处理,大大的提高了检测效率和精度,同时,也为旋转编码器的生产和运作提供了有效保障。
2 旋转编码器的测试系统设计
旋转编码器由于其安装位置和性能非常容易发生问题,而旋转编码器的工作过程与位置和偏移息息相关,因此,在安装过程中需要注意,减少对中心轴的直接冲击和负荷、降低旋转编码器的振动和位移、仔细检查配线和连接情况,从而尽可能的避免旋转编码器出现精度不准确或者过度损耗等现象,但是,往往依靠人工来进行相应的检查,不仅浪费了大量的人力物力,还缺乏一定的稳定性和高效性,尤其是在旋转编码器安装完毕后,当出现问题再进行更改,将是一件非常头疼的事情,因此,本文基于单片机的结构,设计了一种用于旋转编码器的测试系统,该系统具有效率高、使用安全、成本低、操作简单等特点。接下来,将对系统的结构及具体设计进行介绍。
基于单片机的旋转编码器测试系统,主要由单片机控制子系统、电源供电子系统、液晶显示子系统、外部接口、控制按键等组成,具体系统结构如图1所示。
(1)单片机控制子系统
单片机控制子系统是基于单片机的旋转编码器测试系统的核心部分,主要由单片机及相应电路组成,本文采用的单片机是P89LPC936型号的单片机,具有执行能力强、执行周期短的特点,包含高精度的RC振荡器、25个I/O接口、15个中断源、寄存器和捕获/比较单元等,从而实现了整个系统的控制功能,通过对外部接口传来的旋转编码器测试信息进行处理,检测旋转编码器的精度和安装使用情况,并根据结果通过控制按键对被测试的旋转编码器的进行控制,还可以将结果进行传送到液晶显示子系统,从而实现人机交互,使维护人员及时获取旋转编码器的相关信息,保证旋转编码器的顺利安装和使用。
(2)电源供电子系统
电源供电子系统是保证整个基于单片机的旋转编码器测试系统的正常运作的能源基础,为了防止由于断电或者电压不稳造成系统的非正常使用,本文将蓄电池组加入到电源供电子系统中,作为电源供电子系统的后备力量。在市电正常供电时,采用市电供电,并对蓄电池组进行充电,当市电非正常供电时,采用蓄电池组供电,从而有效地保障了系统的运行,增强了旋转编码器的测试精度和稳定性。
(3)液晶显示子系统
液晶显示子系统主要是用于实时显示测试情况,实现人机交互的功能,本文采用RT12864-2M液晶显示屏作为基于单片机的旋转编码器测试系统的液晶显示子系统的主体部分,该液晶显示器具有耗能低、显示全、引脚多等特点,通过与单片机进行串行连接,从而将单片机控制子系统传来的旋转编码器测试信号进行实时显示,使用人员可以根据显示信息进行相应的调整和操作。
(4)外部接口
外部接口是基于单片机的旋转编码器测试系统与外界和旋转编码器联系的通道,单片机通过I/O口等与外界相连,根据外部接口获取旋转编码器的相关信息和输出相关的控制信息,从而实现了系统的测试和控制功能。
(5)控制按键
控制按键是为了能自动的对旋转编码器进行控制而设立的,主要在旋转编码器上,具体操作是单片机控制系统根据处理和分析后的信息,通过接口将控制信息传送给控制按键,从而实现了速度和方向等属性的控制。
3 旋转编码器测试系统的软件设计
由于本文的旋转编码器测试系统是基于单片机的,所以本文的在进行软件设计时,主要使用C语言进行编程,软件开发环境采用的是KEIL U Vision2,并以E6B2旋转编码器为设计对象,并有两个输出极位,A和B,之间的相位相差45度到135度,单片机控制子系统可以通过对E6B2旋转编码器的两个输出极位A和B的输出电平,来计算E6B2旋转编码器的输出脉冲个数,进而判断E6B2旋转编码器的旋转方向和工作状态。旋转编码器测试系统的软件设计流程图如图2所示。
旋转编码器测试系统具体的工作过程是,单片机控制子系统周期性的检测旋转编码器输出极位A和B的输出电平,主要是通过I/O口来完成连接和信息的传输,并将收到的信息进行处理,进而计算编码器的输出脉冲个数,并通过串口将信息传送给液晶子系统,将E6B2旋转编码器的工作和位置参数及时的显示到显示屏上,实现人机交互,供用户使用,单片机控制子系统根据设置的门限值,对处理后的信息进行分析,如果判断出旋转编码器处于异常状态,则通过串口将异常信息传送给液晶显示子系统,以显示或者鸣笛告警的形式,通知维护人员进行处理,如果该异常情况,测试系统可以自动进行调整,单片机控制子系统通过I/O接口将控制信息传送到相应的控制按键,直到异常状态消除。来对旋转编码器进行操作,以保障旋转编码器的正常工作和运行状态。
4 结语
目前,旋转编码器凭借体积小、功能多、力矩小、质量轻、稳定性高、消耗能量低等特点,被工业广泛应用于速度位移测量,是一种结合光机电技术的速度位移传感器,但旋转编码器安装位置和性能非常容易发生问题,往往在安装完成后,需要大量地人力物力来进行调试和整改,缺乏一定稳定性和高效性。针对此问题,本文提出一种基于单片机的旋转编码器测试系统,该系统具有成本低、效率高等特点,本文在对旋转编码器的工作原理和分类进行研究的基础上,针对基于单片机的旋转编码器测试系统展开了设计,该系统主要由单片机控制子系统、电源供电子系统、液晶显示子系统、外部接口、控制按键等组成。
参考文献
[1] 于庆广,刘葵,王冲,等.光电编码器选型及同步电机转速和转子位置测量[J].电气传动,2006,36(4):17-20.
[2] 崔丽.2009年国内旋转编码器市场分析[J].电气时代,2009(5).
[3] 钱宏文,朱燕君.新型磁旋转编码器设计[J].电子与封装,2008(10).endprint
摘 要:该文在对旋转编码器工作原理研究基础上,提出一种基于单片机的旋转编码器测试系统,该系统具有成本低、效率高等特点,该文在对旋转编码器的工作原理和分类进行研究的基础上,针对基于单片机的旋转编码器测试系统展开了设计,该系统主要由单片机控制子系统、电源供电子系统、液晶显示子系统、外部接口、控制按键等组成。
关键词:旋转编码器 单片机 测试
中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(a)-0210-02
旋转编码器是一种结合光机电技术的速度位移传感器,传统的工业旋转编码器的生产过程中,往往是安装完成后,再通过大量的测试和试验来进行调试,从而发现问题,解决问题,但旋转编码器由于其安装位置和性能非常容易发生问题,该方法不仅浪费了大量的人力物力,还缺乏一定的稳定性和高效性,所以,随着科技及工业的不断发展,传统的工业测试模式已经渐渐被替代,基于单片机的旋转编码器测试系统凭借成本低、效率高等特点,成为旋转编码器测试系统领域的新宠,具有很好的发展前景。
1 旋转编码器工作原理
旋转编码器是一种结合光机电技术的速度位移传感器,通过光电转换效应,可以将相应的速度机械量转换成数字量,从而实现速度的快速调控,旋转编码器由中心轴、光电码盘、明暗刻度线等组成,旋转编码器主要是通过中心轴的运转,带动光电码盘的旋转,经过发射端发射的光线照射,从而形成光栅状态的非连续光线,以供接收端的接收,从而形成最初信号,之后经过编码器进行编码,将光信号转换成脉冲或者代码形式的电信号。旋转编码器在安装和使用的过程中,很容易出现异常情况,传统的检测方法浪费了大量的人力物力,基于单片机的旋转编码器测试系统,可以周期性的自动对旋转编码器的工作状态和位置进行测量,及时发现问题,并自动解决问题,或者通过告警通知维护人员进行处理,大大的提高了检测效率和精度,同时,也为旋转编码器的生产和运作提供了有效保障。
2 旋转编码器的测试系统设计
旋转编码器由于其安装位置和性能非常容易发生问题,而旋转编码器的工作过程与位置和偏移息息相关,因此,在安装过程中需要注意,减少对中心轴的直接冲击和负荷、降低旋转编码器的振动和位移、仔细检查配线和连接情况,从而尽可能的避免旋转编码器出现精度不准确或者过度损耗等现象,但是,往往依靠人工来进行相应的检查,不仅浪费了大量的人力物力,还缺乏一定的稳定性和高效性,尤其是在旋转编码器安装完毕后,当出现问题再进行更改,将是一件非常头疼的事情,因此,本文基于单片机的结构,设计了一种用于旋转编码器的测试系统,该系统具有效率高、使用安全、成本低、操作简单等特点。接下来,将对系统的结构及具体设计进行介绍。
基于单片机的旋转编码器测试系统,主要由单片机控制子系统、电源供电子系统、液晶显示子系统、外部接口、控制按键等组成,具体系统结构如图1所示。
(1)单片机控制子系统
单片机控制子系统是基于单片机的旋转编码器测试系统的核心部分,主要由单片机及相应电路组成,本文采用的单片机是P89LPC936型号的单片机,具有执行能力强、执行周期短的特点,包含高精度的RC振荡器、25个I/O接口、15个中断源、寄存器和捕获/比较单元等,从而实现了整个系统的控制功能,通过对外部接口传来的旋转编码器测试信息进行处理,检测旋转编码器的精度和安装使用情况,并根据结果通过控制按键对被测试的旋转编码器的进行控制,还可以将结果进行传送到液晶显示子系统,从而实现人机交互,使维护人员及时获取旋转编码器的相关信息,保证旋转编码器的顺利安装和使用。
(2)电源供电子系统
电源供电子系统是保证整个基于单片机的旋转编码器测试系统的正常运作的能源基础,为了防止由于断电或者电压不稳造成系统的非正常使用,本文将蓄电池组加入到电源供电子系统中,作为电源供电子系统的后备力量。在市电正常供电时,采用市电供电,并对蓄电池组进行充电,当市电非正常供电时,采用蓄电池组供电,从而有效地保障了系统的运行,增强了旋转编码器的测试精度和稳定性。
(3)液晶显示子系统
液晶显示子系统主要是用于实时显示测试情况,实现人机交互的功能,本文采用RT12864-2M液晶显示屏作为基于单片机的旋转编码器测试系统的液晶显示子系统的主体部分,该液晶显示器具有耗能低、显示全、引脚多等特点,通过与单片机进行串行连接,从而将单片机控制子系统传来的旋转编码器测试信号进行实时显示,使用人员可以根据显示信息进行相应的调整和操作。
(4)外部接口
外部接口是基于单片机的旋转编码器测试系统与外界和旋转编码器联系的通道,单片机通过I/O口等与外界相连,根据外部接口获取旋转编码器的相关信息和输出相关的控制信息,从而实现了系统的测试和控制功能。
(5)控制按键
控制按键是为了能自动的对旋转编码器进行控制而设立的,主要在旋转编码器上,具体操作是单片机控制系统根据处理和分析后的信息,通过接口将控制信息传送给控制按键,从而实现了速度和方向等属性的控制。
3 旋转编码器测试系统的软件设计
由于本文的旋转编码器测试系统是基于单片机的,所以本文的在进行软件设计时,主要使用C语言进行编程,软件开发环境采用的是KEIL U Vision2,并以E6B2旋转编码器为设计对象,并有两个输出极位,A和B,之间的相位相差45度到135度,单片机控制子系统可以通过对E6B2旋转编码器的两个输出极位A和B的输出电平,来计算E6B2旋转编码器的输出脉冲个数,进而判断E6B2旋转编码器的旋转方向和工作状态。旋转编码器测试系统的软件设计流程图如图2所示。
旋转编码器测试系统具体的工作过程是,单片机控制子系统周期性的检测旋转编码器输出极位A和B的输出电平,主要是通过I/O口来完成连接和信息的传输,并将收到的信息进行处理,进而计算编码器的输出脉冲个数,并通过串口将信息传送给液晶子系统,将E6B2旋转编码器的工作和位置参数及时的显示到显示屏上,实现人机交互,供用户使用,单片机控制子系统根据设置的门限值,对处理后的信息进行分析,如果判断出旋转编码器处于异常状态,则通过串口将异常信息传送给液晶显示子系统,以显示或者鸣笛告警的形式,通知维护人员进行处理,如果该异常情况,测试系统可以自动进行调整,单片机控制子系统通过I/O接口将控制信息传送到相应的控制按键,直到异常状态消除。来对旋转编码器进行操作,以保障旋转编码器的正常工作和运行状态。
4 结语
目前,旋转编码器凭借体积小、功能多、力矩小、质量轻、稳定性高、消耗能量低等特点,被工业广泛应用于速度位移测量,是一种结合光机电技术的速度位移传感器,但旋转编码器安装位置和性能非常容易发生问题,往往在安装完成后,需要大量地人力物力来进行调试和整改,缺乏一定稳定性和高效性。针对此问题,本文提出一种基于单片机的旋转编码器测试系统,该系统具有成本低、效率高等特点,本文在对旋转编码器的工作原理和分类进行研究的基础上,针对基于单片机的旋转编码器测试系统展开了设计,该系统主要由单片机控制子系统、电源供电子系统、液晶显示子系统、外部接口、控制按键等组成。
参考文献
[1] 于庆广,刘葵,王冲,等.光电编码器选型及同步电机转速和转子位置测量[J].电气传动,2006,36(4):17-20.
[2] 崔丽.2009年国内旋转编码器市场分析[J].电气时代,2009(5).
[3] 钱宏文,朱燕君.新型磁旋转编码器设计[J].电子与封装,2008(10).endprint