[发明专利]基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统及传输方法

说明书

本发明涉及一种基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统及传输方法，SSI接口编码器通过一个具有数据收发功能的422芯片与STM32上具有SPI复用功能的管脚相连：编码器的Clock+、Clock‑分别接在422的T+、T‑上，编码器的Data+、Data‑接在422的R+、R‑上，422上的发送T与STM32的SPI时钟信号SCK相连接，422上的接收R与STM32的SPI主设备输入MISO相连接，微控制器的时钟信号SCK经422芯片送到编码器中，在同步时钟脉冲的驱动下，编码器的角度信息通过MISO一位一位传输到微控制器中，高位数据在前，低位数据在后。本发明的优势在于：利用STM32微控制器的SPI总线实现同步数据的读取,既不需要增加额外硬件电路，也不会占用太多MCU的资源，是一种既经济又实用的方法。

技术领域

本发明属于高速同步数据通信领域，涉及一种基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统及传输方法，具体涉及一种使用STM32微控制器SPI总线接收SSI接口编码器数据的方法。

背景技术

随着自动化控制系统的快速发展，高精密光电产品对测角位置传感器的精度要求也越来越高，目前常用的高精度测量角位置传感器多为绝对值角度编码器，它有并行和串行两种输出方式，其中同步串行接口(Synchronous Serial Interface，简称SSI)是高精度绝对值编码器中一种比较常用的接口方式，采用主机主动式读出方式，即在主设备的同步时钟控制下，从最高有效位(MSB)开始同步数据传输。

目前常用读取SSI接口编码器有两种方式，方式一、使用CPLD及其他的电子元器件组成的硬件电路实现数据伴随读数；方式二、利用STM32微控制器的IO引脚模拟CLK脉冲读取角度数据。然而两种方法都有各自不可弥补的缺陷，例如，方式一需要在原有硬件电路基础上增加CPLD及外围电路，对尺寸要求严格的PCB难以实现；SSI的传输速率一般在0.5-2MHZ的范围内，微控制器作为伴随读数时，要求微控制器的速率远远大于2MHZ才能保证信号的有效跟踪，方式二使用STM32的IO模拟高速CLK脉冲，极大的占用了微控制器资源。本发明提出的一种基于SPI总线接收SSI接口编码器的方法，利用STM32的SPI(SerialPeripheral Interface)总线实现同步数据的读取,既不需要增加额外硬件电路，也不会占用太多MCU的资源，是一种既经济又实用的方法。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统及传输方法，通过STM32自带的SPI总线与具有SSI接口的编码器进行数据通信，实现同步数据读取，获得编码器的角度信息。

技术方案

一种基于SPI总线接收SSI接口编码器数据的系统，其特征在于包括SSI接口编码器、数据收发422芯片和STM32微控制器；连接关系为：编码器的Clock+、Clock-分别接在422的T+、T-上，编码器的Data+、Data-接在422的R+、R-上，422上的发送T与STM32的SPI时钟信号SCK相连接；422上的接收R与STM32的SPI主设备输入MISO相连接，微控制器的时钟信号SCK经422芯片送到编码器中，在同步时钟脉冲的驱动下，编码器的角度信息通过MISO一位一位传输到微控制器中，高位数据在前，低位数据在后。

所述Clock时钟脉冲T的周期在0.5us-2us，单稳态触发器t1等于T/2，Data数据输出延时t2等于90ns，位置更新间隔时间t3＝2ms-24*T。

一种利用所述基于SPI总线接收SSI接口编码器数据系统的传输方法，其特征在于：PA5、PA6为SPI 1复用功能模式，SPI的通信方向为双线全双工，SPI的通信模式设置为主机模式，步骤如下：

步骤1：在空闲阶段不发生数据传输的时候时钟和数据都保持高电位；

步骤2：在第一个脉冲的下降沿触发编码器载入发送数据；