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基于SOC单片机的高集成度光电编码器电路设计
摘 要：随着科技的发展和工作水平的提升,光电编码器的设计走向了精密化的角度,同时需要在电路设计上从多个角度出发,进行阶段化的革新.基于SOC单片机的高集成度光电编码器,是当前比较流行的编码器类型,但是在电路设计上则需要深入的推敲.文章就此展开讨论,并提出合理化建议.
关键词：单片机；高集成；光电；编码器；电路
一、传统光电编码器的特点
（一）基本原理.传统光电编码器在应用的时间上较长,但是在性能上是值得肯定的.当代社会对各项科技工作的要求有所提升,因此传统光电编码器开始逐步的退出历史舞台,转而采用了新的类型.一般而言,传统的光电编码器的结构,主要是包括轴系、光源、光电接收器、光栅副、电路等部分共同组成的.在通常情况下,码盘尺寸、光源、接收器的数量对编码器的体积影响较大,而在现阶段的设计当中,还必须充分考虑到电路产生的影响.对光电编码器进行分析以后,认为在最终的角度代码达到18 位以上的时候,光电信号也会得到提升,其至少要保证在20 路左右,最多时能够达到40 多路的状态,因此,在电路部分的工作中,仍然是采用处理电控箱的方案来完成的.
（二）信号特点和处理要求.传统光电编码器在信号特点及处理要求上,相比基于SOC 单片机的高集成度光电编码器而言,其展现为一般的特点.例如,绝对式光电编码器的光电信号,主要是来源于光电接收器当中,自身隶属于电流信号的范畴,电流的范围表现在毫安级别,在多数的情况下,主要是划分为粗码、中精码、精码3 个范围,在经过负载电阻采样分析以后,划分为3 种波形,分别为梯形波、三角波、正弦波.再比如,粗码梯形波在经过放大处理、调整处理以后,经过比较器的鉴幅处理后,能够表现为等角度空度的方波状态,经过锁存器的作用,可以进入到单片机当中,从而完成后续的操作.
二、分时驱动信号采集和A/D 直通处理原理
对于基于SOC 单片机的高集成度光电编码器而言,其在电路设计的过程中,并没有办法按照传统的方式完成,一方面是因为其作为新类型设备,在体积上逐步的减小,原有的电路设计方案在执行过程中,根本不具备足够的空间；另一方面是因为,基于SOC 单片机的高集成度光电编码器在性能上有所增加,传统的电路设计并不满足心功能的需求.为此,比较建议在基于SOC 单片机的高集成度光电编码器的电路设计当中,采用基于SOC 的AD 直通处理方法来完成,同时配合实施分时驱动信号采集技术,这样对于压缩电路空间而言,具备较高的可行性.
对于A/D 直通处理方法而言,其主要是将光电接收器的电流,在负载电阻之上产生的电压信号,有效的接入到A/D 转换器之中,这样操作的好处在于,所有的光电信号,均可以得到一个全面的处理,不会出现过往的遗漏和不足.对于粗码的处理而言,能够将A/D的处理结果,有效的与相关软件联系在一起,从而开展等空度二值化处理干预,这样就可以更好的取代放大调整和比较器的电路,在处理效率上、质量上得到了很大的提升.
三、结果分析
基于SOC 单片机的高集成度光电编码器的电路设计方案,其在实际工作当中落实以后,整体上未表现出严重不足,能够将电路设计工作较好的落实,与客观上的工作需求比较符合,未对基于SOC 单片机的高集成度光电编码器的功能、空间等,造成不良作用.值得注意的是,编码器信号A/D 直通处理方法和分时驱动信号采集技术,对光电信号的采集不是同时的,当编码器转动时,分时顺序数据采集会产生相移,随着转速的增加,相移对最终角度代码精度的影响增加,直至错码.与传统的处理方法相比,这是一个明显的缺点,所以,实际工作中要充分考虑转速.由于绝大多数编码器应用系统的转速不是很高,因此分时采样能够满足多数情况下的应用要求.
总结
本文针对基于SOC 单片机的高集成度光电编码器的电路设计展开讨论,提出了一种新型电路设计方案,减少了传统电路设计的不足.日后,应在电路设计上开展深入的分析,健全设计体系和设计方法,尽量将空间压缩,提高电路的工作性能.
参考文献
[1] 于海, 万秋华, 王树洁, 卢新然, 杜颖财. 编码器动态检测系统高实时性高精度角度基准设计[J]. 中国光学,2015,(03):447-455.
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（作者单位：武汉纺织大学电子与电气工程学院电子系）
电路设计论文范文结:
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