[发明专利]一种用于增量式编码器的计数装置及计数方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计数装置及计数方法，尤其涉及一种用于增量式编码器的计数装置及计数方法。 

背景技术

对于增量式编码器的正交信号计数，现有技术一般使用单片机中断判相的方式。对增量编码器的正交信号的两个输出波形，在脉冲信号的上升沿和下降沿触发中断，在中断处理程序中，执行一系列软件代码对脉冲信号的高低电平进行相位判断，然后对其进行加减计算。 

随着编码器加工技术的发展，增量型编码器的分辨率越来越高，由早期的编码器旋转一圈512线，到1024线、2048线、4096线、8192线，截止到目前，增量编码器最高可达16200个线以上的分辨率。如此高的分辨率，采用现有单片机中断判相的计数方式，会导致以下缺陷： 

1.现有技术单片机中断频繁，当增量编码器旋转时，单片机会频繁的进入中断状态，导致对单片机资源的极大占用,造成单片机的资源浪费。 

2.由于单片机的主频限制，且单片机进入中断后判断相位处理需要时间，当高分辨率的增量编码器旋转过快，中断间隔时间小于单片机中断处理时间时，单片机就会产生丢数现象。 

3.在精确测量时,需要确保在同一个信号边沿进行计数。而对于同一个信号边沿,如在增量型编码器正向旋转时为上升沿，反向旋转时即为下降沿。这就需要单片机采取边沿触发中断的方式，中断频率提高了一倍。 

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种新型的计数装置及计数方法，提高计数的精确度及速度。 

本发明公开了一种用于增量式编码器的计数装置，包括单片机，与一增量式编码器连接，所述单片机内设有一寄存器TMOD，所述寄存器TMOD具有计数器0及计数器1，所述计数器0及计数器1分别包括外部信号输入端T0、T1及输入脚INT0、INT1；所述增量式编码器包括第一输出端及第二输出端，所述第一输出端与所述外部信号输入端T0、T1连接并向所述外部信号输入端T0、T1输出一脉冲A，所述第二输出端与所述输入脚INT0、INT1连接并向所述输入脚INT0、INT1输出一与脉冲A相位差90度的脉冲B；当所述增量式编码器顺时针或逆时针旋转时，所述计数器0及计数器1根据所述脉冲A及脉冲B的波形择一计数，并向所述单片机发送计数结果。 

优选地，还包括一第一非门，设于所述第一输出端与所述外部信号输入端T1间；所述第一非门反相所述脉冲A得到一脉冲A’，并将所述脉冲A’发送至所述外部信号输入端T1；当所述增量式编码器顺时针旋转时，所述外部输入端T0计数；当所述增量式编码器逆时针旋转时，所述外部输入端T1计数。 

优选地，还包括一第二非门，设于所述第二输出端与所述输入脚INT0、INT1间；所述第二非门反相所述脉冲B得到一脉冲B’，并将所述脉冲B’发送至所述所述输入脚INT0、INT1；当所述增量式编码器顺时针旋转时，所述外部输入端T1计数；当所述增量式编码器逆时针旋转时，所述外部输入端T0计数。 

优选地，还包括一第三非门，设于所述第一输出端与所述第一非门间；所述第三非门反相所述脉冲A得到所述脉冲A’，并将所述脉冲A’分别发送至所述外部输入端T0及所述第一非门；所述第一非门反相所述脉冲A’得到所述脉冲A并发送至所述外部输入端T1。 

优选地，所述外部输入端T0及T1为16位计数。 

优选地，所述单片机为51单片机。 

本发明还公开了一种用于增量式编码器的计数方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)增量式编码器发出脉冲相位差90度的脉冲A、脉冲B；(2)增量式编码器的第一输出端与单片机间设置有一第一非门，其反相所述脉冲A，以得到脉冲A’；(3)单片机内的寄存器TMOD的外部信号输入端T0接收所述脉冲A，外部信号输入端T1接收所述脉冲A’，寄存器TMOD的输入脚INT0、INT1从所述增量式编码器的第二输出端接收所述脉冲B；(4)当所述增量式编码器顺时针旋转时，寄存器TMOD的计数器0于所述脉冲A的下降沿及输入脚INT0、INT1的高电平时，计数一次；当所述增量式编码器逆时针旋转时，寄存器TMOD的计数器1于所述脉冲A’的下降沿及输入脚INT0、INT1的高电平时，计数一次。