一种磁编码系统及基于磁编码系统的数据处理方法与流程

本发明属于传感技术领域，尤其涉及一种磁编码系统及基于磁编码系统的数据处理方法。

背景技术：

在工业领域，通常采用光栅编码器作为物体角度位置检测的装置，根据光栅编码器码盘位置的变化速度输出相应频率的脉冲，从而判断被测物体的角度位置。然而，光栅编码器的价格较为昂贵，结构最为简单的光栅编码器也要数百元，因此，近些年出现了一系列利用磁原理来检测物体角度位置的芯片和装置，即磁编码器，磁编码器通过检测被测物体前段磁场方向的变化来确定物体的角度位置，且磁编码器的价格较为便宜。但是，当将工业应用系统中的光栅编码器替换为磁编码器以降低系统成本时，由于光栅编码器旋转一周输出的脉冲个数与磁编码器旋转一周输出的数据个数不呈倍数关系，无法通过分频处理以使磁编码器直接替换原来的光栅编码器，因此磁编码器无法直接替换光栅编码器以兼容该工业应用系统。因此，现有技术存在磁编码器无法直接替换工业应用系统中的光栅编码器以兼容该工业应用系统的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种磁编码系统，旨在解决现有技术存在的磁编码器无法直接替换工业应用系统中的光栅编码器以兼容该工业应用系统的问题。

本发明是这样实现的，一种磁编码系统，内置于工业应用系统中，并与所述工业应用系统中的控制模块相连，所述磁编码系统包括磁编码模块和处理模块。

所述磁编码模块的数据输出端与所述处理模块的串行外设接口相连，所述处理模块的数据输入输出端与所述控制模块的数据输入输出端相连。

所述处理模块对所述磁编码模块输出的数字数据进行采样，并对所述采样得到的数字数据进行运算处理，以及判断所述运算处理结果是否满足输出条件，若是，则所述处理模块输出一个脉冲至所述控制模块并继续对所述磁编码模块输出的数字数据进行采样，若否，则所述处理模块继续对所述磁编码模块输出的数字数据进行采样；所述处理模块在所述磁编码模块旋转一周所对应输出的脉冲个数与光栅编码器旋转一周所输出的脉冲个数相同。

所述处理模块集成于所述磁编码模块的内部或位于所述磁编码模块的外部。

所述处理模块为单片机或数字信号处理器。

所述磁编码模块为磁编码器芯片。

本发明的另一目的还在于提供一种基于上述磁编码系统的数据处理方法，所述基于磁编码系统的数据处理方法包括：

处理模块对磁编码模块输出的数字数据进行采样；

所述处理模块对所述采样得到的数字数据进行运算处理；

所述处理模块判断所述运算处理结果是否满足输出条件，若是，处理模块输出一个脉冲至所述控制模块并继续对所述磁编码模块输出的数字数据进行采样，若否，继续对所述磁编码模块输出的数字数据进行采样；

所述处理模块在所述磁编码模块旋转一周所对应输出的脉冲个数与光栅编码器旋转一周所输出的脉冲个数相同。

所述处理模块对所述采样得到的数字数据进行运算处理的步骤具体为：

所述处理模块将所述采样得到的数字数据转换为十进制数据；

所述处理模块对所述十进制数据进行求余运算。

在本发明中，磁编码系统内置于工业应用系统中，并与工业应用系统中的控制模块相连，且磁编码系统包括磁编码模块和处理模块。处理模块对磁编码模块输出的数字数据进行采样，并对采样得到的数字数据进行运算处理，以及判断运算处理结果是否满足输出条件，若是，则处理模块输出一个脉冲至控制模块并继续对磁编码模块输出的数字数据进行采样，若否，则处理模块继续对磁编码模块输出的数字数据进行采样；处理模块在磁编码模块旋转一周所对应输出的脉冲个数与光栅编码器旋转一周所输出的脉冲个数相同。因此，该磁编码系统可直接替换工业应用系统中的光栅编码器，且能够兼容该工业应用系统。

附图说明

图1是本发明实施例提供的磁编码系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的基于磁编码系统的数据处理方法的具体流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的磁编码系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

磁编码系统内置于工业应用系统中，并与工业应用系统中的控制模块10相连，磁编码系统包括磁编码模块100和处理模块200。

磁编码模块100的数据输出端与处理模块200的串行外设接口相连，处理模块200的数据输入输出端与控制模块10的数据输入输出端相连。

处理模块200对磁编码模块100输出的数字数据进行采样，并对采样得到的数字数据进行运算处理，以及判断运算处理结果是否满足输出条件，若是，则处理模块200输出一个脉冲至控制模块10并继续对磁编码模块100输出的数字数据进行采样，若否，则处理模块200继续对磁编码模块100输出的数字数据进行采样；处理模块200在磁编码模块100旋转一周所对应输出的脉冲个数与光栅编码器旋转一周所输出的脉冲个数相同。

具体的，工业应用系统可为打印机、验钞机及自动存取款机等，工业应用系统中的控制模块10可为单片机、ARM处理器等具有数据逻辑处理能力的可编程控制器，对于采用光栅编码器的工业应用系统，光栅编码器与工业应用系统中的控制模块10相连，本申请所提供的磁编码系统用于直接替换上述光栅编码器。

具体的，处理模块200可集成于磁编码模块100的内部或位于磁编码模块100的外部，处理模块200可为单片机、数字信号处理器(DSP)等具有数据逻辑处理能力的可编程控制器，磁编码模块100可为磁编码器芯片。

具体的，处理模块200对采样得到的数字数据进行运算处理的过程具体为：处理模块200将采样得到的数字数据转换为十进制数据；处理模块200对十进制数据进行求余运算。其中，处理模块200采样得到的数字数据为二进制数据，处理模块200对十进制数据进行求余运算的过程具体为：首先定义部分数值，采样得到的数字数据进行进制转换后得到的十进制数据为A，磁编码模块100的精度为a位，被替代的光栅编码器旋转一周输出的脉冲个数为N，则求取式的余数，求余运算结果为B。

具体的，处理模块200判断运算处理结果是否满足输出条件具体为：处理模块200判断求余运算结果B是否满足输出条件，其中，输出条件为处理器输出脉冲的条件，输出条件具体为：或当求余运算结果B满足上述条件中的任一范围时，处理模块200输出一个脉冲至控制模块10并继续对磁编码模块100输出的数字数据进行采样，若求余运算结果B不满足上述条件中的任一范围，则处理模块200不输出脉冲，并继续对磁编码模块100输出的数字数据进行采样。

因此，通过上述采样、运算处理、判断输出的过程，使得处理模块200在磁编码模块100旋转一周所对应输出的脉冲个数与光栅编码器旋转一周所输出的脉冲个数相同。因此，磁编码系统可直接替换工业应用系统中的光栅编码器，磁编码系统可兼容该工业应用系统。同时，在进行替换时无需对工业应用系统中的其他部件进行更换，因此，保持了工业应用系统的完整性和稳定性以及缩短了替换方案的改造周期，由于磁编码模块100的成本比光栅编码器的成本要低很多，因此替换后节省了工业应用系统的成本。

图2示出了本发明实施例提供的基于上述磁编码系统的数据处理方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S100中，处理模块对磁编码模块输出的数字数据进行采样。

具体的，磁编码模块在旋转过程中会一直输出数字数据，处理模块对磁编码模块旋转过程中所输出的数字数据进行采样。

在步骤S200中，处理模块对采样得到的数字数据进行运算处理。

具体的，处理模块对采样得到的数字数据进行运算处理的步骤具体为：处理模块将采样得到的数字数据转换为十进制数据；处理模块对十进制数据进行求余运算。

进一步具体的，处理模块对十进制数据进行求余运算的步骤具体为：首先定义部分数值，采样得到的数字数据进行进制转换后得到的十进制数据为A，磁编码模块的精度为a位，被替代的光栅编码器旋转一周输出的脉冲个数为N，则求取式的余数，求余运算结果为B。

在步骤S300中，处理模块判断运算处理结果是否满足输出条件，若是，处理模块输出一个脉冲至控制模块并继续对磁编码模块输出的数字数据进行采样，若否，继续对磁编码模块输出的数字数据进行采样；处理模块在磁编码模块旋转一周所对应输出的脉冲个数与光栅编码器旋转一周所输出的脉冲个数相同。

具体的，处理模块判断运算处理结果B是否满足输出条件，其中，输出条件为处理模块输出脉冲的条件，输出条件具体为：或当求余运算结果B满足上述条件中的任一范围时，处理模块输出一个脉冲至控制模块并继续对磁编码模块输出的数字数据进行采样，以及继续执行步骤S200和步骤S300，若求余运算结果B不满足上述条件中的任一范围，则处理模块不输出脉冲，并继续对磁编码模块输出的数字数据进行采样，以及继续执行步骤S200和步骤S300。

因此，通过上述采样、运算处理、判断输出的过程，使得处理模块在磁编码模块旋转一周所对应输出的脉冲个数与光栅编码器旋转一周所输出的脉冲个数相同。因此，磁编码系统可直接替换工业应用系统中的光栅编码器，磁编码系统可兼容该工业应用系统。同时，在进行替换时无需对工业应用系统中的其他部件进行更换，因此，保持了工业应用系统的完整性和稳定性以及缩短了替换方案的改造周期，由于磁编码模块的成本比光栅编码器的成本要低很多，因此替换后节省了工业应用系统的成本。

在本发明中，磁编码系统内置于工业应用系统中，并与工业应用系统中的控制模块相连，且磁编码系统包括磁编码模块和处理模块。处理模块对磁编码模块输出的数字数据进行采样，并对采样得到的数字数据进行运算处理，以及判断运算处理结果是否满足输出条件，若是，则处理模块输出一个脉冲至控制模块并继续对磁编码模块输出的数字数据进行采样，若否，则处理模块继续对磁编码模块输出的数字数据进行采样；处理模块在磁编码模块旋转一周所对应输出的脉冲个数与光栅编码器旋转一周所输出的脉冲个数相同。因此，该磁编码系统可直接替换工业应用系统中的光栅编码器，且能够兼容该工业应用系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。