時間:2018-05-30 17:36:59來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
編碼器的應(yīng)用電路(一)
如圖所示。
圖:參考應(yīng)用電路圖
編碼器的應(yīng)用電路(二)
用單片機(jī)實現(xiàn)編碼器VD5026的軟件設(shè)計與應(yīng)用
VD5026-4的每組串行數(shù)據(jù)輸出波形由同步脈沖、12位加密地址(和控制數(shù)據(jù))及1位停止位組成。編碼脈沖輸出順序為AO~A7、A8/DO~All/D3,每組串行數(shù)據(jù)輸出至少4次。掌握了串行數(shù)據(jù)的輸出格式及其數(shù)據(jù)的校驗方式、脈沖周期、脈沖的占空比及其對應(yīng)的數(shù)據(jù)關(guān)系后,按編碼脈沖輸出的要求編寫應(yīng)用程序,使單片機(jī)實現(xiàn)編碼器的功能。模擬編碼器程序框圖如下圖所示。
用該技術(shù)設(shè)計的紅外遙控鍵盤,已應(yīng)用于“彩色遙控監(jiān)視系統(tǒng)”上。遙控鍵盤原理如下圖所示。
本電路采用單片機(jī)AT89C2051,是一種高性價比單片機(jī),器件采用80C31內(nèi)核,指令系統(tǒng)和引腳與MCS-51TM全兼容。內(nèi)有2KB可重復(fù)編程閃爍存儲器,編程次數(shù)可擦/寫1000次,數(shù)據(jù)保存10年。
解碼器VD5027有4位數(shù)據(jù)輸出,可譯出16個狀態(tài),滿足3×4鍵盤要求。
單片機(jī)查詢到有一鍵按下,便產(chǎn)生與此鍵值對應(yīng)的編碼脈沖。該編碼脈沖信號用38kHz脈沖信號進(jìn)行調(diào)制,通過發(fā)射管(SE303A)發(fā)射出去。紅外接收二極管(PH302B)將接收到的紅外信號變?yōu)殡娦盘枺?jīng)紅外遙控接收器CX20106放大檢波后變?yōu)槊}沖電信號。該信號再經(jīng)整形放大后,還原為與該鍵值對應(yīng)的編碼脈沖輸出,并送到解碼器VD5027的14腳DIN輸入端。
當(dāng)VD5027接收到第一串編碼脈沖信號時,若其與VD5027所設(shè)的地址完全一致,則將傳送來的DO-D3四位數(shù)據(jù)碼送入寄存器(并由串行碼變?yōu)椴⑿写a)。當(dāng)?shù)诙嗤木幋a脈沖信號到來時,再次經(jīng)過核對。若地址無誤,控制數(shù)據(jù)與第一次的相符,則VD5027中的邏輯控制電路發(fā)出一控制信號,將寄存器的控制數(shù)據(jù)打入鎖存器并輸出到VD5027的DO~D3端。同時,TV端由低電平變?yōu)楦唠娖?,表示解碼有效。
主機(jī)收到有效解碼信號后,讀來自VD5027的輸出數(shù)據(jù)DO~D3,譯出鍵值的代碼,執(zhí)行相應(yīng)操作。
1、編碼器的分類
按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為:編碼器元件和編碼器組件;
按使用方式分為:旋轉(zhuǎn)式和直線式;
按技術(shù)原理分為:接觸式(電刷機(jī)械接觸)和非接觸式(含有:光學(xué)式、光電感應(yīng)式、磁感應(yīng)式、磁電感應(yīng)式…);
按工作原理分為:增量型和絕對型。
2、部分編碼器元件產(chǎn)品(圖一)
(圖一:編碼器元件)
3、編碼器元件工作原理
本文將對增量型編碼器和絕對型編碼器的工作原理和應(yīng)用進(jìn)行介紹。
在編碼器的本體(脈沖碼盤)中預(yù)先根據(jù)不同的產(chǎn)品要求,制作金屬導(dǎo)通區(qū)與塑膠絕緣區(qū),導(dǎo)通區(qū)與絕緣區(qū)的角度、形狀大小,決定著產(chǎn)品最終的信號輸出形式。
3.1、增量型編碼器
在旋轉(zhuǎn)過程中,能輸出二組或二組以上,有周期性變化并有相位時序差的編碼器。
(1)產(chǎn)品特點(diǎn):
a)可以360度旋轉(zhuǎn);
b)在旋轉(zhuǎn)過程中,能夠產(chǎn)生高、低電平周期性變化的輸出信號,沒有固定的起始點(diǎn)和終點(diǎn);
c)能在任一位置停下或起步;
d)使用時,一般不注重停下位置的結(jié)果,只強(qiáng)調(diào)過程的信號變化。
(2)產(chǎn)品構(gòu)造:
該產(chǎn)品主要由軸芯、本體、支架、定位片、接觸刷等組成。
(3)輸出信號:
通過旋轉(zhuǎn)軸芯帶動接觸刷,產(chǎn)生通、斷,輸出二組或二組以上,有周期性變化并有相位時序差的脈沖信號。
a)輸出二組信號時,一般分為:A相、B相,相位間的相位差為相互延遲1/4脈沖周期,根據(jù)通斷的先后順序,判斷產(chǎn)品的旋轉(zhuǎn)方向(信號遞增或遞減),如圖二所示:
圖二:二組信號方波
b)輸出三組信號時,一般分為:A相、B相C相,通過三組信號的通斷先后順序(時間差)來判定信號的遞增或遞減,三組信號在導(dǎo)通的狀態(tài)時互不相交,從而使成品的相位差相對變大。信號增減更易識別,更穩(wěn)定,不易出現(xiàn)亂碼,如圖三所示:
圖三:三組信號方波
(4)如何判斷旋轉(zhuǎn)方向及計數(shù)
根據(jù)脈沖信號的輸出的特點(diǎn),常用的判斷方式有以下二種(詳見圖四所示):
a)比較法
在一個脈沖周期內(nèi),A、B相可以用四種運(yùn)動時序表示,正轉(zhuǎn)時為:11、01、00、10;反轉(zhuǎn)時為:11、10、00、01,把此輸出值保存起來,與下一個A、B相輸出值做比較,即可得出運(yùn)動方向(如果A、B相輸出11后輸出01,則為順時針;如果輸出11后輸出10,則為逆時針)。
這種方式對產(chǎn)品的要求較高,不易產(chǎn)生誤碼,但每次均需從11狀態(tài)開始。
b)邊沿觸發(fā)
由高電平向低電平變化的瞬間稱為下降沿,由低電平向高電平變化的瞬間稱為上升沿。如果A相輸出為下降沿時,B相出現(xiàn)一個高電平,這時為順時針旋轉(zhuǎn);當(dāng)A相輸出為下降沿時,B相出現(xiàn)一個低電平,這時為逆時針方向旋轉(zhuǎn)。長:15cm文字體如:switching小五號
(圖四:比較法、邊沿觸發(fā))
3.2、絕對型編碼器
在每個定位處輸出與位置相對應(yīng)的二進(jìn)制代碼的編碼器。
(1)產(chǎn)品特點(diǎn):
a)產(chǎn)品上設(shè)定每個檔位固定的信號輸出方式,分別為0、1組合,應(yīng)用此代碼輸出信號,可進(jìn)行各種不同功能的設(shè)計;
b)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)到同一檔位時,輸出的信號是一致的;
c)使用時,一般不考慮中間運(yùn)動過程,只注重停止位置的輸出信號。
(2)產(chǎn)品構(gòu)造:
主要由軸芯、本體、支架、定位片、接觸刷等組成。它與增量型旋轉(zhuǎn)編碼器的最大差異是本體接觸片的形狀。
(3)輸出信號:
通過編碼器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,在停止位置產(chǎn)生出有規(guī)則對應(yīng)的固定編碼信號,如表一所示:
表一:絕對型編碼信號
4、編碼器的產(chǎn)品應(yīng)用及一般應(yīng)用電路
編碼器元件應(yīng)用領(lǐng)域有:功放、音響、調(diào)音臺、汽車音響、對講機(jī)、電臺、鼠標(biāo)、鍵盤、示波器、微波爐、電磁爐、洗衣機(jī)、空調(diào)等。
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