[发明专利]一种增量式编码器的断线位置检测系统和方法

权利要求书

1.一种增量式编码器的断线位置检测系统，其中所述增量式编码器分别在A相信号线、B相信号线和Z相信号线中具有A相信号、B相信号和Z相信号，所述增量式编码器的断线位置检测系统包括：

AB相计数单元，其被配置为根据A相信号、B相信号和Z相信号的脉冲确定计数值；

状态机，其被配置为根据A相信号和B相信号信号电平以及脉冲边沿从多个状态中确定增量式编码器的状态；

控制器，其被配置为执行下列动作：

根据AB相计数单元的计数值确定Z相信号线是否断线；以及根据增量式编码器的多个状态确定A相信号线和B相信号线是否断线，其中所述多个状态包括下列状态：

第一状态S0，在所述第一状态下，A相信号的电平为0且B相信号为下降沿，或A相信号为下降沿且B相信号的电平为0；

第二状态S1，在所述第二状态下，A相信号为下降沿且B相信号的电平为1，或A相信号的电平为0且B相信号为上升沿；

第三状态S2，在所述第三状态下，A相信号为上升沿且B相信号的电平为0，或A相信号的电平为1且B相信号为下降沿；以及

第四状态S3，在所述第四状态下，A相信号的电平为1且B相信号为上升沿，或A相信号为上升沿且B相信号的电平为1。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括输入滤波模块，其被配置为对A相信号、B相信号和/或Z相信号进行滤波，以减少A相信号、B相信号和/或Z相信号中的毛刺。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中AB相计数单元还被配置为执行下列动作：

当电机正转时，在A相信号和/或B相信号的每个有效边沿将计数值加一；

当电机反转时，在A相信号和/或B相信号的每个有效边沿将计数值减一；以及

在Z相信号的上升沿将计数值复位。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述控制器包括：

溢出判断模块，其被配置为依据所述AB相计数单元的计数值与阈值的比较结果，来判断Z相信号线是否断线；以及

状态转换判断模块，其被配置为依据状态机的错误状态切换模式，来判断A相信号线和B相信号线是否断线。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

标志输出单元，其被配置为输出A相信号线、B相信号线及Z相信号线的断线标志。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述错误状态切换模式包括下列各项中的一个或多个：

S0-S1-S0-S1，其中该模式表示A相信号发生断线且A相信号维持低电平；

S2-S3-S2-S3，其中该模式表示A相信号发生断线且A相信号维持高电平；

S0-S2-S0-S2，其中该模式表示B相信号发生断线且B相信号维持低电平；以及

S1-S3-S1-S3，其中该模式表示B相信号发生断线且B相信号维持高电平。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

当A相和B相有正常输入时，有效边沿为A相和B相两路信号的边沿；

当A相信号发生断线时，有效边沿为B相信号的边沿；以及

当B相信号发生断线时，有效边沿为A相信号的边沿。

8.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述阈值被配置为在正常情况下电机每正转一圈以后所述AB相计数单元的计数值。

9.如权利要求1的所述的系统，其特征在于，还包括输入前级的片内模拟滤波模块。

10.一种使用根据权利要求1至9之一所述的系统进行增量式编码器的断线位置检测方法，包括：

执行溢出检测，包括：

判断所述AB相计数单元的当前计数值是否超过阈值；

若所述AB相计数单元的当前计数值超过阈值，则输出Z相断线标志；以及

执行状态转换检测，包括：

判断状态机状态是否正常；

若所述状态机状态切换顺序为S0-S1-S0-S1、S2-S3-S2-S3、S0-S2-S0-S2或S1-S3-S1-S3，则启动状态切换计数器，状态机状态每切换一次，状态切换计数器数值加一；

判断状态切换计数器数值是否溢出；

若所述状态切换计数器数值超过预设值，且状态机状态在S0和S1或者S2和S3之间连续转换，则输出A相断线标志；以及

若所述状态切换计数器数值超过预设值，且状态机状态在S0和S2或者S1和S3之间连续转换，则输出B相断线标志。