一种高精度双路转动参数实时对比测量仪

本发明涉及工业自动化仪表，具体为一种高精度双路转动参数实时对比测量仪。

背景技术：

1、随着现代工业技术的快速发展，在航空、工业、机械制造领域等的高精度运动控制系统越来越多，对控制精度要求越来越高，对电机转速的高精度测量技术是十分重要的。目前高端伺服电机控制技术主要是国外一些大公司所掌握，在发展和研究国产高端伺服电机控制技术时需要进行对比测试，获取二者在实时动态特性、加速性能、速度稳定性、位置准确性等参数的差异，作为一个评价性能的手段，也为选取合适的伺服控制系统提供参考。但目前已经有的转速测试仪器一般都是单通道，而且功能不够完善。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述问题，提供一种高精度双路转动参数实时对比测量仪，以解决现有转速检测装置在检测通道数量、获得转动动态参数实时对比方面的不足。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

3、一种高精度双路转动参数实时对比测量仪，包括第一脉冲编码器输入接口电路1、第二脉冲编码器输入接口电路2、第一串行数字编码器输入接口电路4、第二串行数字编码器输入接口电路5、微控制器电路3、tft液晶显示屏电路6、usb接口电路7、供电电源电路8、以太网通信接口电路9、rs-485通信接口电路10、程序下载接口电路11、复位按键电路12和旋转编码器输入电路13。

4、其中第一脉冲编码器输入接口电路1通过p1和p2接线端连接外部的编码器模块电路，p2为脉冲编码器提供5v电源和gnd，p1为脉冲编码器a、b相信号输入接线端，并通过r1、r2连接到微控制器电路3的第一定时器的输入通道1和第一定时器的输入通道2的输入引脚。

5、其中第二脉冲编码器输入接口电路2通过p3和p4接线端连接外部的编码器模块电路，p3为脉冲编码器提供5v电源和gnd，p4为脉冲编码器a、b相信号输入接线端，并通过r4、r5连接到微控制器电路3的第二定时器的输入通道1和第二定时器的输入通道2的输入引脚。

6、其中第一串行数字编码器输入接口电路4通过p5和p6接线端连接外部的编码器模块电路，p5为第一串行数字编码器提供12v电源和gnd，p6是rs-485总线差分信号线a/b的接线端子，a/b信号通过电阻r6、r7连接u11的6，7引脚，u11的8引脚接+3.3v电源，u11的5引脚接gnd，u11的1引脚连接到微控制器电路3的第一异步串行通信接口的rx引脚，u11的4引脚连接到微控制器电路3的第一异步串行通信接口的tx引脚，u11的2、3引脚连接到微控制器电路3的第一个gpio引脚用于控制信号的传输方向，c19连接+3.3v电源与gnd，实现电路退耦功能。

7、其中第二串行数字编码器输入接口电路5通过p7和p8接线端连接外部的编码器模块电路，p8为第一串行数字编码器提供12v电源和gnd，p7是rs-485总线差分信号线a/b连接端子，a/b信号通过电阻r8、r9连接u8的6，7引脚，u8的8引脚接+3.3v电源，u8的5引脚接gnd，u8的1引脚连接到微控制器电路3的第二异步串行通信接口的rx引脚，u8的4引脚连接到微控制器电路3的第二异步串行通信接口的tx引脚，u8的2、3引脚连接到所述的微控制器电路3的第二个gpio引脚用于控制信号的传输方向，c20连接+3.3v电源与gnd，实现电路退耦功能。

8、其中tft液晶显示屏电路6通过h2连接外置的tft显示屏模块电路，h2的1引脚连接+3.3v电源，2引脚连接gnd，3-14引脚连接到微控制器电路3的spi功能引脚和gpio引脚。

9、其中usb接口电路7通过usb1连接u盘，usb1的4、5、6脚连接gnd，usb1的1脚连接5v电源，usb1的2脚连接r28，再连接微控制器电路3的usb功能的usb_n引脚，usb1的3脚连接r29，再连接微控制器电路3的usb功能的usb_p引脚。

10、其中供电电源电路8通过dc1连接由市电供电的12v直流电源，dc1的1脚连接12v电源，dc1的2、3脚连接gnd，dc1的1脚连接c1、c2、c3的正极引脚，dc1的2、3脚连接c1、c2、c3的负极引脚，dc1的1脚连接c4、c5、c9的一只引脚，dc1的2、3脚连接c4、c5的另一只引脚，c9的另一只脚连接u1的5脚和r13的一只引脚，r13的另一只引脚连接r3的一只引脚和gnd，r3的另一只引脚连接u1的4脚和r12的一只引脚、c8的一只引脚，r12的另一只引脚连接5v电源，c8并联在r12两端，d1的阳极连接gnd，d1的阴极连接u2的一端和u1的2脚，u2的另一端连接5v电源，u1的1脚连接12v电源、u1的3、6脚连接gnd，c6和c7连接5v电源和gnd之间，u10的3脚连接5v、u10的1脚连接gnd、u10的2脚连接+3.3v，c22、c23连接在+3.3v与gnd之间，u3的3脚连接5v、u3的1脚连接gnd、u3的2脚连接第二路+3.3v，c10、c11连接在+3.3v与gnd之间。

11、其中以太网通信接口电路9通过u5连接连接远程计算机，u5的6脚串连接r16，再连接到微控制器电路3的以太网功能引脚etx_n引脚，u5的3脚串联连接r17，再连接到所述的微控制器3的以太网功能引脚etx_p引脚，u5的2脚串联连接r18，再连接到微控制器电路3的以太网功能引脚erx_n引脚，u5的1脚串联连接r19，再连接到微控制器电路3的以太网功能引脚erx_p引脚，u5的4、5脚连接+3.3v电源，u5的9脚串联连接r20，再连接到+3.3v电源，u5的12脚串联连接r21，再连接到+3.3v电源，u5的10脚连接到微控制器电路3的第四个gpio引脚，u5的11脚连接到微控制器3的第五个gpio引脚。

12、其中rs-485通信接口电路10通过p10接线端连接远程计算机，p10是rs-485总线差分信号线a/b连接端子，a/b信号通过电阻r10、r11连接u9的6，7引脚，u9的8引脚接+3.3v电源，u9的5引脚接gnd，u9的1引脚连接到微控制器电路3的第二异步串行通信接口的rx引脚，u9的4引脚连接到微控制器电路3的第二异步串行通信接口的tx引脚，u9的2、3引脚连接到微控制器电路3的第三个gpio引脚用于控制信号的传输方向，c21连接+3.3v电源与gnd，实现电路退耦；u7的1脚连接d2的一只阳极引脚，u7的2脚连接gnd，d2的公共阴极连接微控制器电路3的vbat引脚，d2的公共阴极串联连接c18到gnd，d2的另一只阳极引脚连接+3.3v电源。

13、其中程序下载接口11通过p11连接上位机下载器，p11的1、2引脚连接5v电源，p11的3、4引脚连接+3.3v电源，p11的5、6引脚连接gnd，p11的7引脚串联连接r27、再连接微控制器电路3的调试功能swdio引脚，p11的9引脚串联连接r26、再连接微控制器电路3的调试功能swclk引脚，p11的7引脚串联连接r31、再连接到+3.3v电源，p11的9引脚串联连接r32、再连接到+3.3v电源，p11的8引脚连接微控制器电路3第四异步串行功能的pa10引脚，p11的10引脚连接微控制器电路3第四异步串行功能的pa9引脚。

14、其中复位按键12由sw1、c12和r14组成，sw1的1、2引脚连接微控制器电路3的复位引脚，sw1的1、2引脚串联连接r14到+3.3v电源，sw1的1、2引脚串联连接c12到gnd，sw1的3、4引脚连接gnd。

15、其中旋转编码器输入电路13由u4和r15组成，u4的4、6、7脚连接gnd，u4的2脚串联连接r15到gnd，u4的1、3、5脚连接微控制器电路3的三只gpio引脚。

16、其中微控制器电路3由u6及其晶振电路、电源电路组成，微控制器电路3通过其内部功能模块对外引出的引脚连接到上述的各个模块的引脚，微控制器电路3的vss_1、vss_2、vss_3、vss_4、vss_5、vssa、vref-连接gnd，微控制器电路3的vio_1、vdd_2、vio_3、vdd_4、vdd_5、vdda、vref+连接+3.3v，晶振x2的1脚不连接，晶振x2的2脚连接gnd，晶振x2的3脚连接微控制器电路3的osc_in引脚，晶振x2的4脚串联连接l2到+3.3v，晶振x2的4脚串联连接c14到gnd，c15与c14关联连接，+3.3v连接led1、led2、led3的阳极，led1的阴极串联连接r22到控制器电路3的pd7脚，led2的阴极串联连接r23到微控制器电路3的pd6脚，led3的阴极串联连接r24到gnd，h3的1脚连接+3.3v，h3的2脚串联连接r30到微控制器电路3的boot1脚，h3的3脚连接gnd，h4的1脚连接+3.3v，h4的2脚串联连接r25到微控制器电路3的boot0脚，h4的3脚连接gnd，c24-c32并联连接在+3.3v与gnd之间。

17、进一步的，微控制器电路3的第一定时器输入通道1的输入引脚是u6的pa0引脚、第一定时器的输入通道2的输入引脚是u6的pa1引脚。

18、进一步的，微控制器电路3的第二定时器输入通道1的输入引脚是u6的pa2引脚、第二定时器的输入通道2的输入引脚是u6的pa3引脚。

19、进一步的，u11的1引脚连接到微控制器电路3的pc1引脚，u11的4引脚连接到微控制器电路3的pc0引脚，u11的2、3引脚连接到微控制器电路3的pd5引脚。

20、进一步的，u8的1引脚连接到微控制器电路3的pc3引脚，u8的4引脚连接到微控制器电路3的pc2引脚，u8的2、3引脚连接到微控制器电路3的pd4引脚。

21、进一步的，tft液晶显示屏电路6通过h2连接外置的tft显示屏模块电路，h2的1引脚连接+3.3v电源，2引脚连接gnd，3-14引脚依次连接到微控制器电路3的pe7、pe8、pe9、pa7、pa5、pe10、pa6、pa5、pb0、pa7、pa6、pb1引脚。

22、进一步的，usb接口usb1的2脚连接r28，再连接微控制器电路3的pb6引脚，usb1的3脚连接r29，再连接微控制器电路3的pb7引脚。

23、进一步的，u5的6脚串连接r16，再连接到微控制器电路3的pc9引脚，u5的3脚串连接r17，再连接到的微控制器电路3的pc8引脚，u5的2脚串连接r18，再连接到微控制器电路3的pc7引脚，u5的1脚串连接r19，再连接到微控制器电路3的pc6引脚，u5的10脚连接到微控制器电路3的pd1引脚，u5的11脚连接到微控制器电路3的pd2引脚。

24、进一步的，u9的1引脚连接到微控制器电路3的pc5引脚，u9的4引脚连接到微控制器电路3的pc4引脚，u9的2、3引脚连接到微控制器电路3的pd3引脚。

25、进一步的，p11的7引脚串联连接r27、再连接微控制器电路3的pa13引脚，p11的9引脚串联连接r26、再连接微控制器电路3的pa14引脚，p11的8引脚连接微控制器电路3第四异步串行功能的pa10引脚，p11的10引脚连接微控制器电路3第四异步串行功能的pa9引脚。

26、进一步的，sw1的1、2引脚连接微控制器电路3的nrst引脚。

27、进一步的，u4的1、3、5脚依次连接微控制器电路3的pb4、pb3、pb5引脚。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

29、1、本发明采用双路编码信号同时输入，可以实时对比两路转动对象的角度、角速度、角加速度等参数，采用脉冲编码接口和串行数字编码接口，可以适应多种编码器。

30、2、本发明设计有网络通信接口、usb接口和rs-485通信接口，可以以多种方式与上位机相连接。