专利名称：基于单片机的转动编码器模拟装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及单片机开发技术领域，尤其涉及一种基于单片机的转动编码器模拟装置。
背景技术：
单片机广泛应用于军事、工业、家用电器、智能玩具、便携式智能仪表和机器人制作等领域，使产品功能、精度和质量大幅度提升。单片机由于其简便易学、费用低廉、高速、 低耗、保密和功能强大等特点在市场的占有率逐步提升。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，其工作原理是在圆盘上有规则地刻有透光和不透光的线条，在圆盘两侧， 安放发光元件和光敏元件，当圆盘旋转时，光敏元件接收的光通量随透光线条同步变化，光敏元件输出波形经过整形后变为脉冲，码盘上有之相标志，每转一圈输出一个脉冲，此外， 为判断旋转方向和精确测定旋转角度，码盘还可提供相位相差90°的两路脉冲信号，每转为2048个脉冲。光电编码器因其结构简单、计量寿命高、寿命长等特点在国内外受到重视和推广，在精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面得到广泛的应用。许多设备在运行时需要提供光电编码器信号，如风电变流器、矢量型变频器等，在对这些设备进行试验时，往往需要提供发电机或电动机的转速信号给被试设备，但实际上在大多数试验中是没有实际的转速编码器的，故无法提供转速信号。
发明内容
本发明提供了一种基于单片机的转动编码器模拟装置，该模拟装置可以模拟光电编码器的输出信号，提供发电机或电动机的转动信号给被试设备，结构简单，易于实现。一种基于单片机的转动编码器模拟装置，模拟提供发电机或电动机的转动信息， 包括电源模块，石英振荡器，提供时钟频率信号；单片机，由时钟频率信号驱动，输出脉冲信号A、脉冲信号B和脉冲信号Z，脉冲信号A和脉冲信号B的相位相差90°，提供发动机或电动机的转动方向信号，脉冲信号Z周期性输出，提供发动机或电动机的转速信号；优选为每输出一个脉冲信号Z表示发动机或电动机转动一圈；显示模块，显示转速和转动方向；
控制按键组，调节转速和转动方向。电源模块由电源、稳压器件及稳压电路组成，电源提供MV的电压，单片机供电为 5V，上述装置还包括一个将MV电压转为5V的稳压器件，同时还包括由两个电解电容组成的稳压电路。所述的石英振荡器由晶振和两个驱动电容组成。
所述的显示模块为由数码显示管组成显示屏。所述单片机脉冲信号A、脉冲信号B和脉冲信号Z的输出端连接光电隔离器。所述的单片机可以采用AVR系列单片机。本发明通过对单片机编程，形成三路脉冲信号，连接光电隔离器输出，给风电变流器、矢量型变频器等设备提供发电机的转动信号，结构简单，易于实现。
图1为本发明模拟装置的结构示意图。
具体实施例方式如图1所示的转动编码器模拟装置，包括单片机1 (AVR系列单片机，ATMEGA88)、石英振荡器2、控制按键组3、显示屏4、电源模块5。电源模块由电源、稳压器件及稳压电路组成，电源提供24V的电压，稳压器件将24V电压转为5V的电压，稳压电路由两个电解电容组成，保证电压稳定输出。石英振荡器2由晶振和两个驱动电容，产生时钟频率信号输入单片机1中。单片机1由时钟频率信号驱动，产生三路脉冲信号，分别为脉冲信号A、B、Z，其中脉冲信号A和脉冲信号B的相位相差90°，提供电机或电动机的转动方向信息；脉冲信号Z 周期性输出，提供发电机或电动机的转速信息。产生脉冲信号的三个输出端分别连接光电隔离器6、7、8，可以让输出信号更为稳定。上述模拟装置的工作原理如下试验时，脉冲信号A、B、Z输入风电流变器或矢量型变频器等设备，当脉冲信号A的相位超脉冲信号B的相位90°，向这些设备提供发电机或电动机顺时针转动的信号，反之， 则提供发电机或电动机逆时针转动的信号。脉冲信号Z周期性输出，每发出一个脉冲信号Z则表示电动机或发动机转动一圈， 控制按键组3可以调节脉冲信号A和脉冲信号B的相位差，只有两档分别是90°或-90°， 如此可以调节转动方向，同时控制按键组3可以调节脉冲信号Z的频率，进而调整转速。显示屏4则可以实时显示转动方向和转速。
权利要求
1.一种基于单片机的转动编码器模拟装置，模拟提供发电机或电动机的转动信息，其特征在于，包括电源模块，石英振荡器，提供时钟频率信号；单片机，由时钟频率信号驱动，输出脉冲信号A、脉冲信号B和脉冲信号Z，脉冲信号A 和脉冲信号B的相位相差90°，提供发动机或电动机的转动方向信号，脉冲信号Z周期性输出，提供发动机或电动机的转速信号；显示模块，显示转速和转动方向；控制按键组，调节转速和转动方向。
2.根据权利要求1所述的转动编码器模拟装置，其特征在于，所述的石英振荡器由晶振和两个驱动电容组成。
3.根据权利要求1所述的转动编码器模拟装置，其特征在于，包括连接单片机脉冲信号A、脉冲信号B和脉冲信号Z输出端的光电隔离器。
4.根据权利要求1所述的转动编码器模拟装置，其特征在于，每输出一个脉冲信号Z表示发动机或电动机转动一圈。
全文摘要
本发明公开了一种基于单片机的转动编码器模拟装置，包括电源模块，提供时钟频率信号的石英振荡器，输出脉冲信号A、脉冲信号B和脉冲信号Z的单片机，显示模块和控制按键组，脉冲信号A和脉冲信号B的相位相差90°，提供发动机或电动机的转动方向信号，脉冲信号Z周期性输出，提供发动机或电动机的转速信号。本发明通过对单片机编程，形成三路脉冲信号，连接光电隔离器输出，给风电变流器、矢量型变频器等设备提供发电机的转动信号，结构简单，易于实现。
文档编号G01R1/28GK102253255SQ201110096458
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者任青, 吴限, 江日臻, 潘理富, 熊亭亭, 章旌红, 蒋侃, 陈晓东 申请人:浙江日风电气有限公司