[发明专利]一种钢圈编码器的四读数头数字信号解码器

权利要求书

1.一种钢圈编码器的四读数头数字信号解码器，其特征在于，包括：

通过UART串口和RS422接口与伺服控制器相连的微型处理器单元，所述微型处理器单元接收伺服控制器的编码器协议参数；

通过I²C总线和参数存储接口与微型处理器单元相连的EEPROM，所述微型处理器单元将编码器协议参数固化在EEPROM内部；

通过地址总线和数据总线与微型处理器单元相连的逻辑处理器单元，所述微型处理器单元从EEPROM中读取编码器协议参数并写入逻辑处理器单元；

4个增量式编码器读数头接口，用于将增量式编码器读数头的差分信号转换为TTL信号，所述逻辑处理器单元通过增量式编码器读数头接口与增量式编码器读数头相连；

4个绝对式编码器读数头接口，用于将绝对式编码器读数头的差分信号转换为TTL信号，所述逻辑处理器单元通过绝对式编码器读数头接口与绝对式编码器读数头相连；

所述逻辑处理器单元根据编码器协议参数选择与之对应的编码器读数头接口和解码方式，同时采集与之对应的编码器读数头的编码器数据并对其进行解码处理，所述微型处理器单元读取解码后的编码器数据并对其进行均值处理，获得合成编码器数据；

所述微型处理器单元通过UART串口和RS232接口与液晶显示屏相连，所述微型处理器单元将合成编码器数据发送给伺服控制器，同时将编码器数据和合成编码器数据发送给液晶显示屏进行实时显示；

对解码后的编码器数据进行均值处理获得合成编码器数据的具体方法为：首先针对两组对径安装的钢圈编码器读数头的编码器数据进行合成数据处理，分别获得两个初步合成编码器数据，此时这两个初步合成编码器数据相差90°，针对这两个相差90°的初步合成编码器数据再进行合成数据处理，获得最终的合成编码器数据；

针对对径安装的钢圈编码器读数头的编码器数据进行合成数据处理的具体方法为：将钢圈编码器读数头A、B对径安装，假设钢圈逆时针旋转，若读数头A、B的角度满足ba，则合成角度θ＝(a+b)/2；若读数头A、B的角度满足ba，则合成角度θ＝((a+b)/2+180°)-360°，其中，a为读数头A的角度，b为读数头B的角度；

针对两个相差90°的初步合成编码器数据进行合成数据处理的具体方法为：将钢圈编码器读数头C、D呈90°安装，假设钢圈逆时针旋转，若读数头C、D的角度满足dc，则合成角度θ＝(c+d)/2；若读数头C、D的角度满足dc，则合成角度θ＝((c+d)/2+180°)-360°，其中，c为读数头C的角度，d为读数头D的角度。

2.根据权利要求1所述的一种钢圈编码器的四读数头数字信号解码器，其特征在于，所述逻辑处理器单元内部包括编码器协议模块和编码器解码模块；所述编码器协议模块中兼容多种编码器协议，包括BissC协议模块、Endat2.2协议模块、SSI协议模块、增量式编码器倍频和计数模块，每种协议模块的数量均为4个；所述编码器解码模块对采集的编码器数据进行解码处理，以供微型处理器单元读取。

3.根据权利要求1所述的一种钢圈编码器的四读数头数字信号解码器，其特征在于，所述编码器数据的采样频率与所述合成编码器数据的发送频率相同。

4.根据权利要求1或3所述的一种钢圈编码器的四读数头数字信号解码器，其特征在于，所述编码器数据的采样频率为0.1kHz～2kHz。

5.根据权利要求1所述的一种钢圈编码器的四读数头数字信号解码器，其特征在于，所述微型处理器单元为选用C8051F120芯片；所述逻辑处理器单元选用EP4CE22E144芯片。

6.根据权利要求1所述的一种钢圈编码器的四读数头数字信号解码器，其特征在于，所述RS422接口选用MAX3077E芯片，用于实现微型处理器单元与伺服控制器之间的串口通信；所述RS232接口选用SP3220芯片，用于实现微型处理器单元与液晶显示屏之间的串口通信；所述EEPROM选用AT24C04芯片，用于存储编码器协议参数。

7.根据权利要求1所述的一种钢圈编码器的四读数头数字信号解码器，其特征在于，4个绝对式编码器读数头接口均选用LTC1520芯片；4个增量式编码器读数头接口均选用MAX3077E芯片。