[发明专利]高速精密定位采集触发卡电路及采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及高速精密定位采集触发卡电路及采集方法。

背景技术

现有PCI及各类模拟量采集板卡受操作系统实时性的影响只能在全程状态下精确采集全程模拟量数据，这种采集方式导致无法将模拟量数据采集和位置数据采集精确对应。

例如圆周运动的数据采集，要求精确测定每个角度所对应的模拟量数据。采用传统方式采集时，一般有两种触发方式。第一种由出现的原点信号作为软件启动触发信号，由软件触发数据采集板卡进行数据采集，再次出现的原点信号作为停止触发信号，由软件停止数据采集并保存相应数据。第二种由出现的原点信号作为板卡硬件的使能信号，由硬件触发数据采集，再次出现的原点信号作为停止触发信号，由硬件停止数据采集并通知软件进行相应数据保存。第一种采集方式的缺陷在于软件触发的时延，即由于分时操作系统(如windows)的实时性不高，导致高速数据采集时无法实时触发和停止，所采集的数据存在很大的误差，且误差大小由于操作系统的时延不可控而不可控。圆周运动速度越大，数据实时性越差误差也越大。

第二种采集方式的缺陷在于硬件触发的误差不可消除，误差的大小与原点信号开关的安装位置有关，因为存在安装误差导致无法精确的调校数据。而且这种采集方式需要外部辅助电路生成触发和停止信号，因为绝大多数的采集卡只有使能端，而原点的信号则多数是脉冲形式，需要转换为电平形式控制使能端。

因此以上两种传统触发采集方式不能在高速运动状态下实现精确定点定量实时模拟量的数据采集。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明提出高速精密定位采集触发卡电路。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

高速精密定位采集触发卡电路，包括鉴相电路、第一单片机电路、第二单片机电路；正转、反转及合成零点信号输入第一单片机电路的三个中断口，所述正转信号接入第一单片机电路的INT0口、所述反转信号接入第一单片机电路的INT1口、合成零点信号接入第一单片机电路的INT2口；所述第一单片机电路通过零点脉冲展宽电路与第二单片机电路连接；第一单片机电路和第二单片机电路通过RS485接口与上位机连接通信；所述第二单片机电路连接外接PCI模拟量采集板卡。

进一步的，所述鉴相电路由两个RS触发器构成互锁输出电路。

进一步的，所述正转、反转及合成零点信号为消抖处理模块处理后的编码器信号。

进一步的，所述消抖处理模块为编码器数字滤波电路，所述编码器数字滤波电路包括令牌式数字滤波电路。

高速精密定位采集触发卡电路的采集方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一单片机电路：

51)第一单片机电路等待自检命令，主轴以w速度转两圈，第一单片机电路记录测量滑块位置的编码器的两个极限位置时的脉冲数值，即MAX、MIN，传至上位机端算出偏差ER和触发值，回传触发值及主轴运动方向标志；

52)每个INT0/1信号触发中断，进行加减计数；并比较与触发值是否相等，如果相等则比较运动方向PB0/1与方向标志，如果相等，则触发一次零点信号脉冲；

53)第一单片机电路每次过零点都清零一次重新计数，当电机停止时，当前位置ADDR被保留；

第二单片机电路：

54)第二单片机电路等待预置命令，预置内容为单片机内部的硬件计数器起始计数值即理论零点偏移量；

55)当得到启动命令时，第二单片机电路为计数器T/C1填入计数值并等待第一单片机电路的零点信号；

56)零点信号到达时触发INT0中断，启用T/C1对测量圆周运动的编码器的脉冲信号计数；

57)T/C1计数到达时即计数值溢出产生中断并输出时钟脉冲供采集板卡使用，T/C1内覆填入数值Puls，所述Puls为固定值，与测量圆周运动的编码器分辨率有关，即数值等于主轴一周运动所产生的脉冲数；

58)T/C1计数再次到达时即Pu l s溢出产生中断，禁止输出时钟脉冲信号，相关位清零；

所述偏差ER与触发值的关系为：

零点误差OR＝MAX-脉冲跨度/2；所述脉冲跨度为脉冲正负数量跨＝MAX-MIN(MAX＞0，MIN＜0)；当ER＜0时，测量零点即实际安装零点偏左；当ER＞0时，测量零点即实际安装零点偏右；

当ER＜0时，即为测量零点相对理论零点偏左：

时钟触发时，如果在理论零点即偏移量为EX＝0时触发，则根据运动方向做判断：

a.当运动方向为正时，触发值为Plus+ER，ER＜0；