专利名称：360°模量的二一十进制转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及角度位置测量装置和方法，尤其涉及一种可用于实现二进制角度量转 换为360°模量的十进制角度量并直观显示的转换器转换方法。
背景技术：
360°模量的二一十进制转换器是用于直观显示角度位移量的接口，是实现高精 度角度位置测量的基础元件，广泛应用于数控机床、机械设备、机器人、雷达和火炮等随动 系统中。电机机械角度量经角度传感器转换为模拟角度量，轴角-数字转换器将模拟角度 量转换为数字角度量，通过二 _十进制转换器以十进制形式在数码管上直观显示输出。目 前国内外基于软件在线计算方法已推出二一十进制转换器，转换时间和精度/分辨率相互 矛盾，欲提高转换精度/分辨率则软件计算量大，转换时间长；欲减小转换时间则会牺牲转 换精度/分辨率。目前国内外基于软件在线计算方法的二一十进制转换器分辨率低最高15 位、精度低最高0.01度、转换时间长，均是毫秒级。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，设计开发出了一种精度更高、分辨率更高、转换时间 更短的360°模量的二一十进制转换器。本发明是通过以下技术方案实现的360°模量的二一十进制转换器，旋转的机械角度经过角度传感器转换为与机械 角度有比例关系的模拟角度信号，模拟角度信号经过轴角-数字转换器转换为带权值的并 行二进制码，离线计算360°模量二进制输入表示的十进制值并进行数据处理，将数据存入 存储器中；复杂可编程逻辑器将存储器输出的BCD码进行译码，经过驱动器驱动七段数码 管显示输出。360°模量的二一十进制转换器，所述带有权值的二进制码接入存储器，存储器内 存储的数据通过工程计算方法离线进行权值运算并累加、数据处理、数据分配操作后获得。360°模量的二一十进制转换器，所述存储器输出的十进制B⑶码接入复杂可编 程逻辑器，复杂可编程逻辑器对输入的十进制BCD码进行BCD-七段译码和锁存，输出的七 段数码管显示信号经过驱动器放大后驱动数码管显示。360°模量的二一十进制转换器，所述存储器内存储的数据通过Matlab计算软件 离线进行计算。本发明采用工程计算软件离线得到转换数据，采用硬件电路在线进行读取，利用 了硬件方式相对于软件速度快地优点，解决了软件在线计算导致的转换时间和转换精度/ 分辨率相互制约问题，提高了转换精度和转换分辨率且转换时间小。并可采用多片硬件级 联提高转换分辨率和转换精度。采用该方法设计的二一十进制转换器分辨率可达19位，精 度可达0. 001度，转换时间最长0. 5微秒。采用该方法可以设计出分辨率更高、精度更高和转换时间更小的二一十进制转换器。
图1为本发明在系统中的应用简图。图2为本发明的结构框图。图3为软件离线计算流程图。图4为复杂可编程逻辑器数据处理框图。
具体实施例方式下面结合附图1、2、3和4，对本发明做进一步描述。电机⑴旋转的机械角度经过角度传感器(2)转换为与机械角度有比例关系的模 拟角度信号，模拟角度信号经过轴角-数字转换器(3)转换为带权值的并行二进制码，该并 行二进制码经过360°模量的二一十进制转换器(4)点亮数码管(5)进行角度显示。360° 模量的二一十进制转换器由存储器(7)、复杂可编程逻辑器(8)、驱动器(9)组成，输出的十 进制角度量经七段数码管(10)直观显示。360°模量的二一十进制转换器19位二进制码 输入(6)各位的权值如表1所示。表1360°模量的二进制码输入权值表
19位带权值的二进制码(6)是存储器(7)的地址输入，在存储器(7) 219个地址单 元内寻找其表示的十进制B⑶码。存储器(7)内存储的数据通过Matlab (—种工程计算软 件)离线进行计算，19位二进制码输入(11)分别进行权值运算并相加(12)，再进行数据处 理(13)使加得的数据精确到0. 001°，根据存储器输出数据线位数进行数据分配(14)即可 得到存储器BCD码数据(15)；存储器输出的十进制BCD码(16)进入复杂可编程逻辑器(8) 进行BCD-七段译码器(17)和锁存器(18)两部分操作；为了增强转换器的驱动能力，复杂 可编程逻辑器(8)输出的七段译码信号经过驱动器(7)输入到七段数码管显示输出(19)。该19位360°模量的二一十进制转换器可向下兼容低分辨率转换器，并可拓展到 其他模量的二一十进制转换器。
权利要求
360°模量的二一十进制转换器，旋转的机械角度经过角度传感器转换为与机械角度有比例关系的模拟角度信号，模拟角度信号经过轴角一数字转换器转换为带权值的并行二进制码，离线计算360°模量二进制输入表示的十进制值并进行数据处理，将数据存入存储器中；复杂可编程逻辑器将存储器输出的BCD码进行译码，经过驱动器驱动七段数码管显示输出。
2.根据权利要求1所述的360°模量的二一十进制转换器，其特征在于带有权值的二 进制码接入存储器，存储器内存储的数据通过工程计算方法离线进行权值运算并累加、数 据处理、数据分配操作后获得。
3.根据权利要求1所述的360°模量的二一十进制转换器，其特征在于存储器输出 的十进制BCD码接入复杂可编程逻辑器，复杂可编程逻辑器对输入的十进制BCD码进行 BCD-七段译码和锁存，输出的七段数码管显示信号经过驱动器放大后驱动数码管显示。
4.根据权利要求1或2所述的360°模量的二一十进制转换器，其特征在于存储器内 存储的数据通过Matlab离线进行计算。
全文摘要
本发明涉及360°模量的二一十进制转换器，旋转的机械角度经过角度传感器转换为与机械角度有比例关系的模拟角度信号，模拟角度信号经过轴角-数字转换器转换为带权值的并行二进制码，离线计算360°模量二进制输入表示的十进制值并进行数据处理，将数据存入存储器中；复杂可编程逻辑器将存储器输出的BCD码进行译码，经过驱动器驱动七段数码管显示输出。本发明提供了一种精度更高、分辨率更高、转换时间更短的360°模量的二一十进制转换器。
文档编号G01B21/22GK101882413SQ201010206540
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者王岩, 胡朝春 申请人:中国电子科技集团公司第四十三研究所