专利名称：单圈绝对式编码器通用计数装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计数装置技术领域，具体涉及一种对单圈绝对式编码器进 行计数的通用计数装置。
背景技术：
目前，单圈绝对式编码器已成为工业自动化、自动控制、位置检测等领域 最常用的传感器之一。
绝对式编码器按照输出方式主要可分为单圈绝对式编码器和多圈绝对式编 码器，其输出信号的编码方式主要有自然二进制码、循环二进制码(格雷码)、
二进制补码(BCD码、格雷余码等)等，输出电压范围一般为5V 24V。
单圈绝对式编码器在转动中测量光码盘各道刻线，输出唯一的编码，当转 动超过360度时，编码又回到原点，因此单圈绝对式编码器只能用于旋转范围360 度以内的测量，
多圈绝对式编码器用于测量旋转超过360度范围。运用钟表齿轮机械的原 理，内部有多组码盘， 一般为两组码盘，单圈用的中心码盘和圈数码盘，他们 之间靠齿轮连接，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘，在单圈编码 的基础上再增加圈数的编码，这样就扩大了编码器的测量范围，这样的绝对式 编码器就称为多圈绝对式编码器，多圈绝对式编码器优点是测量范围大，每个 位置(包括超过360度)编码唯一不重复，而无需记忆。
目前，市场上已经推出最高达到36位的多圈绝对式编码器，其中单回转20 位，多回转16位，最大响应频率可以达到52MHZ。多圈绝对式编码器的价格较 高， 一般为同类型单圈绝对式编码器的3 5倍。
现在，对单圈绝对式编码器的计数都是技术人员在实际工作中，针对某种 具体的型号进行设计，不具备通用性，即对这种型号单圈绝对式编码器的计数 装置不能对另一种型号进行计数。因此，能对不同类型单圈绝对式编码器进行
计数的通用计数装置将极大方便单圈绝对式编码器的使用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种单圈绝对式编码器通用计 数装置，该装置结构设计更加合理，它能对不同类型的单圈绝对式编码器进行 计数，并输出其转动的圈数和单圈译码数据，同时将圈数数据进行实时保存， 确保在断电状态下圈数数据不丢失，且在下一次上电时能正确输出保存的圈数 数据。
本实用新型所提出的技术问题是这样解决的构造一种单圈绝对式编码器 通用计数装置，包括核心处理器，其特征在于，还包括数据输入装置、数据输 出装置和编码器信号输入装置，所述数据输入装置与核心处理器之间为单向输 入式连接，所述编码器信号输入装置与核心处理器之间为单向输入式连接，所 述数据输出装置与核心处理器之间为单向输出式连接，所述核心处理器为单片 机、数字信号处理器和可编程逻辑器件中的一种或者任意两者的集成或者三者 的集成。
按照本实用新型所提供的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于， 还包括数据存储装置，所述数据存储装置与核心处理器之间为双向连接，它包 括非易失性数据存储器和地址锁存器。
按照本实用新型所提供的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于，
所述数据输入装置包括编码器位数选择开关和格雷码/二进制码/格雷余码/BCD 二进制码选择开关，两者并行与核心处理器单向输入式连接。
按照本实用新型所提供的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于， 所述数据输入装置还包括圈数清零开关，所述圈数清零开关与核心处理器之间 为单向输入式连接。
按照本实用新型所提供的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于， 所述数据输出装置为并行输出装置，包括圈数数据驱动器和单圈译码信号数据 驱动器，两者并行与核心处理器单向输出式连接。
按照本实用新型所提供的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于，
所述数据输出装置为串行输出装置，主要包括RS-485收发器。
按照本实用新型所提供的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于， 所述编码器信号输入装置包括光电耦合器、输入编码器信号选择开关和反相器， 三者顺次单向输入式连接后与所述单片机/数字信号处理器/可编程逻辑器件之 间为单向输入式连接。
本实用新型通过24路光电耦合器、输入编码器信号选择开关和24位反相器， 将单圈绝对式编码器的输入信号接入单片机/数字信号处理器(DSP) /可编程逻 辑器件(FPGA/CPLD)，通过判断格雷码/二进制码/格雷余码/BCD二进制码选择 开关的状态，将输入信号进行译码并以自然二进制码的形式输出。
单片机/数字信号处理器(DSP) /可编程逻辑器件(FPGA/CPLD)先判断编 码器位数选择开关的值，再根据单圈译码数据，对其进行分析、比较，得出圈 数数据，最后通过圈数数据驱动器输出圈数数据，同时通过地址锁存器将它保 存到非易失性数据存储器中，确保掉电时数据不丢失。在每次上电时，单片机/ 数字信号处理器(DSP) /可编程逻辑器件(FPGA/CPLD)输出保存在非易失性 数据存储器中的圈数数据，从而保证数据的正确输出。本实用新型具有掉电保 护，可靠性好，通用性强，驱动能力大，响应频率高，抗干扰能力强等特点。
图l是单圈绝对式编码器通用计数装置的逻辑框图； 图2为单圈绝对式编码器通用计数装置的一种实施例的结构框图。 其中，l、非易失性数据存储器(NVRAM)， 2、地址锁存器，3、单片机/ 数字信号处理器(DSP) /可编程逻辑器件(FPGA/CPLD)， 4、圈数清零开关， 5、编码器位数选择开关，6、格雷码/二进制码/格雷余码/BCD二进制码选择开关， 7、 RS-485收发器，8、圈数数据驱动器，9、单圈译码信号数据驱动器，10、 24 位反相器，11、输入编码器信号选择开关，12、 24路光电耦合器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图l、图2所示，当本装置上电后，单片机/数字信号处理器(DSP)河编 程逻辑器件(FPGA/CPLD) 3先通过地址锁存器2将非易失性数据存储器 (NVRAM) l中保存的圈数数据读取出来，经过圈数数据驱动器8将其输出。
单圈绝对式编码器输入的编码器信号先经过24路光电耦合器12，将其信号 转换为TTL电平，再通过输入编码器信号选择开关11和24位反相器10接入单片机 /数字信号处理器(DSP) /可编程逻辑器件(FPGA/CPLD) 3，单片机/数字信号 处理器(DSP) /可编程逻辑器件(FPGA/CPLD) 3根据格雷码/二进制码/格雷余 码/BCD二进制码选择开关6的状态，对输入的编码器信号进行译码，将其转换为 二进制数据，并通过单圈译码信号数据驱动器9输出单圈译码数据。
单片机/数字信号处理器(DSP) /可编程逻辑器件(FPGA/CPLD) 3先判断 编码器位数选择开关5的值，再根据单圈译码数据，对其进行分析、比较，得出 圈数数据，再通过圈数数据驱动器8输出圈数数据，为了使用方便，通过RS-485 收发器7串行输出圈数和单圈译码数据。当圈数数据变化时，单片机/数字信号处 理器(DSP) /可编程逻辑器件(FPGA/CPLD) 3通过地址锁存器2将其写入非易 失性数据存储器(NVRAM) l中实时保存起来。
圈数清零开关4的作用是当输出的圈数数据需要清零时，按一下即可将输出 的圈数数据清零，方便实际的使用。编码器位数选择开关5的作用是对单圈绝对 式编码器的型号进行设定，采用的是二进制编码，可以对位数为1 24的单圈绝 对式编码器进行设定。即如果选用的单圈绝对式编码器为13位，则需将编码器 位数选择开关5设为(01101)，如果选用的单圈绝对式编码器为18位，则需将编 码器位数选择开关5设为(10010)，以此类推。RS-485收发器7的作用是串行输 出圈数和单圈译码数据。格雷码/二进制码/格雷余码/BCD二进制码选择开关6的 作用是单圈绝对式编码器的输入信号可以为格雷码、二进制码、格雷余码或BCD 二进制码，四者之间通过格雷码/二进制码/格雷余码/BCD二进制码选择开关6选 择其中一种输入方式。24位反相器10的作用是对通过24路光电耦合器12后的输
入编码器信号进行整形。
输入编码器信号选择开关ll用来选择单圈绝对式编码器的位数，如单圈绝
对式编码器的位数为14位，则将24位拨码开关的低14位用于接入输入编码器信 号，高10位则接低电平。
本实用新型还可做出各种不同的安装方式，以上通过由附图所示实施例的
具体实施方式
，是对本实用新型的上述内容作出的进一步详细说明，但不应将 此理解为本实用新型上述的主题的范围仅限于所描述的实例。在不脱离本实用
新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替 换和变更，均应包括在本实用新型的范围内。
权利要求1、单圈绝对式编码器通用计数装置，包括核心处理器，其特征在于，还包括数据输入装置、数据输出装置和编码器信号输入装置，所述数据输入装置与核心处理器之间为单向输入式连接，所述编码器信号输入装置与核心处理器之间为单向输入式连接，所述数据输出装置与核心处理器之间为单向输出式连接，所述核心处理器为单片机、数字信号处理器和可编程逻辑器件中的一种或者任意两者的集成或者三者的集成。
2、 根据权利要求l所述的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于， 还包括数据存储装置，所述数据存储装置与核心处理器之间为双向连接，它包 括非易失性数据存储器和地址锁存器。
3、 根据权利要求l所述的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于， 所述数据输入装置包括编码器位数选择开关和格雷码/二进制码/格雷余码/BCD 二进制码选择开关，两者并行与核心处理器单向输入式连接。
4、 根据权利要求3所述的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于， 所述数据输入装置还包括圈数清零开关，所述圈数清零开关与核心处理器之间 为单向输入式连接。
5、 根据权利要求l所述的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于， 所述数据输出装置为并行输出装置，包括圈数数据驱动器和单圈译码信号数据 驱动器，两者并行与核心处理器单向输出式连接。
6、 根据权利要求l所述的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于， 所述数据输出装置为串行输出装置，主要包括RS-485收发器。
7、 根据权利要求l所述的单圈绝对式编码器通用计数装置，其特征在于，所述编码器信号输入装置包括光电耦合器、输入编码器信号选择开关和反相器，三者顺次单向输入式连接后与所述单片机/数字信号处理器/可编程逻辑器件之 间为单向输入式连接。
专利摘要本实用新型公开了一种单圈绝对式编码器通用计数装置，包括核心处理器，其特征在于，还包括数据输入装置、数据输出装置和编码器信号输入装置，所述数据输入装置与核心处理器之间为单向输入式连接，所述编码器信号输入装置与核心处理器之间为单向输入式连接，所述数据输出装置与核心处理器之间为单向输出式连接，所述核心处理器为单片机、数字信号处理器和可编程逻辑器件中的一种或者任意两者的集成或者三者的集成。该装置结构设计更加合理，它能对不同类型的单圈绝对式编码器进行计数，并输出其转动的圈数和单圈译码数据。
文档编号G01D5/12GK201203432SQ20082006365
公开日2009年3月4日 申请日期2008年6月4日 优先权日2008年6月4日
发明者贾良红 申请人:贾良红