一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法，光栅位移传感器输出两路相位差为90°的方波信号A和B，A、B两相信号的脉冲数表示光栅走过的位移量，当光栅正向移动时，光栅输出的A相信号的相位超前于B相信号90°，当光栅反向移动时，光栅输出的A相信号的相位滞后于B相信号90°，以此为判断依据，将A、B两相信号分别接微处理器的两个中断输入口，如INT0、INT1，对光栅输出的正交方波信号进行四细分，从而进行判向及计数，此方法响应速度快、成本低，与传统的硬件细分法和现有的状态查询软件细分法相比，具有实时性好、稳定性高、抗干扰能力强等优点。
【专利说明】一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种信号判断技术，特别涉及一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法。
【背景技术】
[0002]现有的光栅细分方法主要有光学细分法、机械细分法、硬件细分法和微处理器软件细分法。由于软件细分法不需要额外的硬件电路，故成本较低。现有的微处理器软件细分方法是状态查询法。光栅传感器输出两路相位相差为90°的方波信号A和B，将A、B两相信号分别接微处理器的两个输入口，如INl，IN2, CPU定时或循环查询这两个输入口的状态，进行如下判断:
(I)如下图1所示正向移动状态示意图:若A、B两相信号状态的相对变化为:
00— 10 — 11 — 01 — 00,就可判断A相彳目号超如于B相彳目号，光栅为正向移动，并且每发生一次状态变化，计数器加1，并且一个周期内共可实现4次加计数，从而实现正向移动状态的四细分计数。
[0003](2)如下图2所示反向移动状态示意图:若A、B两相信号状态的相对变化为:00 — 01 — 11 — 10 — 00,就可判断A相信号滞后于B相信号,光栅为反向移动，并且每发生一次变化，计数器减1，并且一个周期内共可实现4次减计数，从而实现反向移动状态的四细分计数。
[0004]综合上述分析，可以得出处理模块状态转换图3其中“ + - ”分别表示计数器加/减I。状态查询法存在占用CPU时间长，响应慢，容许的最高运动速度受采样间隔时间的限制而比较低等缺点。
【发明内容】
[0005]本发明是针对光栅细分方法中软件细分方法占用CPU时间较长、速度低，硬件细分方法复杂、成本高的问题，提出一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法，采用微处理器作为控制器，利用双中断(上升沿和下降沿触发)方式对光栅输出的正交方波信号进行四细分、判向及计数。该方法与传统的硬件细分法和现有的状态查询软件细分法相比，具有实时性好、稳定性高、抗干扰能力强等优点。
[0006]本发明的技术方案为:一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法，光栅位移传感器输出两路相位差为90°的方波信号A和B，A、B两相信号的脉冲数表示光栅走过的位移量，当光栅正向移动时，光栅输出的A相信号的相位超前于B相信号90° ,当光栅反向移动时，光栅输出的A相信号的相位滞后于B相信号90° ,将A、B两相信号分别接微处理器的两个中断输入口，设两个中断输入口为INTO、INTl进行如下判断:
I)当A相信号INTO进入中断，则在其中断服务程序中读B相信号INTl的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志，
如A上升沿触发时，B为0;A下降沿触发时，B为I ;即A为I时，B为0;A为0时，B为1，A~B=1，此时计数器加I，为正向移动；
如A上升沿触发时，B为I汸下降沿触发时，B为O ;即A为I时，B为I ;A为O时，B为
0,A~B=0,此时计数器减I,为反向移动；
2)当B相信号INTl进入中断，则在其中断服务程序中读A相信号INTO的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志，
如B上升沿触发时，A为I出下降沿触发时，A为0 ;SPB为I时，A为I ;B为0时，A为0，A~B=0，此时，计数器加1，为正向移动；
如B上升沿触发时，A为0出下降沿触发时，A为I ;即B为I时，A为0 ;B为0时，A为1，A~B=1,此时,计数器减I,为反向移动。
[0007]本发明的有益效果在于:本发明基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法，此方法响应速度快、成本低，与传统的硬件细分法和现有的状态查询软件细分法相比，具有实时性好、稳定性高、抗干扰能力强等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为现有技术光栅正向移动时输出信号不意图；
图2为现有技术光栅反向移动时输出信号不意图；
图3为现有技术处理模块状态转换示意图；
图4为本发明A相信号进中断，光栅正向移动时输出信号示意图；
图5为本发明A相信号进中断，光栅反向移动时输出信号示意图；
图6为本发明B相信号进中断，光栅正向移动时输出信号示意图；
图7为本发明B相信号进中断，光栅反向移动时输出信号示意图。
【具体实施方式】
[0009]本发明涉及一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法。光栅位移传感器输出两路相位差为90°的方波信号A和B，用A、B两相信号的脉冲数表示光栅走过的位移量，标志光栅分正向与反向移动。如图1所不，当光栅正向移动时，光栅输出的A相信号的相位超前于B相信号90° ;如图2所不，当光栅反向移动时，光栅输出的A相信号的相位滞后于B相信号90°。本发明采用双中断(上升沿和下降沿触发)的方式对光栅输出的正交方波信号进行四细分、判向及计数。
[0010]A、B两相信号分别接微处理器的两个中断输入口，如INTO、INTl
(I)当A相信号(INTO )进入中断，则在其中断服务程序中读B相信号(INTl)的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志，
①如图4所示:A上升沿触发时，B为0;A下降沿触发时，B为I ;即A为I时，B为0 ;A为0时，B为I。综上:A~B=1，此时计数器加I，为正向移动；
②如图5所示:A上升沿触发时，B为I;A下降沿触发时，B为0;即A为I时，B为I;A为0时，B为O。综上:A~B=0,此时计数器减I,为反向移动。
[0011](2)当B相信号(INTl)进入中断，则在其中断服务程序中读A相信号(INTO)的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志，
①如图6所示:B上升沿触发时，A为I ;B下降沿触发时，A为0 ;即B为I时，A为I ;B为O时，A为O。综上:A~B=0，此时，计数器加1，为正向移动；
②如图7所示:B上升沿触发时，A为O ;B下降沿触发时，A为I;即B为I时，A为O ;B为O时，A为I ;综上:A~B=1,此时,计数器减I,为反向移动。
【权利要求】
1.一种基于双中断的光栅位移传感器软件细分方法，其特征在于，光栅位移传感器输出两路相位差为90°的方波信号A和B，A、B两相信号的脉冲数表示光栅走过的位移量，当光栅正向移动时，光栅输出的A相信号的相位超前于B相信号90° ,当光栅反向移动时,光栅输出的A相信号的相位滞后于B相信号90° ,将A、B两相信号分别接微处理器的两个中断输入口，设两个中断输入口为INTO、INTl进行如下判断: 1)当A相信号INTO进入中断，则在其中断服务程序中读B相信号INTl的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志， 如A上升沿触发时，B为0 ;A下降沿触发时，B为I ;即A为I时，B为0 ;A为0时，B为1，A~B=1，此时计数器加I，为正向移动； 如A上升沿触发时，B为I ;A下降沿触发时，B为0;即A为I时，B为I ;A为0时，B为0,A~B=0,此时计数器减I,为反向移动； 2)当B相信号INTl进入中断，则在其中断服务程序中读A相信号INTO的状态，判断A，B信号状态值的异或值，将其作为计数器输出值的加减标志， 如B上升沿触发时，A为I出下降沿触发时，A为0;即B为I时，A为I出为0时，A为0，A~B=0，此时，计数器加1，为正向移动； 如B上升沿触发时，A为0 ;B下降沿触发时，A为I ;即B为I时，A为0 ;B为0时，A为1，A~B=1,此时,计数器减I,为反向移动。
【文档编号】G01B11/02GK103777960SQ201410052746
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】蔡锦达, 齐建虹, 黄帅, 许鹏程 申请人:上海理工大学