一种矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路。

背景技术：

煤矿井下使用的电气设备需要进行电气性能检验和防爆性能检验试验，矿用本质安全是矿用电气设备的一种防爆型式，是电气设备中防爆等级最高的，也是最安全的。矿用本安型(矿用本质安全型)旋转编码器解码通讯电路是一种符合国家标准的ib类本安型电路，ib等级的电气设备在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物，因此，矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路可以应用于井下设备的控制系统主站或数据终端，进行旋转设备(电机、减速机)的转速等信息监测。

现有技术的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路通常结构复杂，不易于多种应用现场匹配实现，且应用实现的成本高。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路。

本实用新型提供的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路包括：电源模块、单片机、通讯模块、电路状态指示模块、站号/倍率选择模块和脉冲信号调理滤波隔离模块；

所述通讯模块、电路状态指示模块、站号/倍率选择模块和脉冲信号调理滤波隔离模块与所述单片机连接，所述单片机通过所述通讯模块与上位机连接，所述电源模块用于为所述单片机和各功能模块供电；

所述通讯模块包括两路通讯接口电路单元，分别为rs485通讯单元和can通讯单元；

所述脉冲信号调理滤波隔离模块提供的接口为三路脉冲信号输入接口，脉冲信号调理滤波隔离模块的三路脉冲信号输入接口连接旋转编码器的a、b、z三相输出端。

如上所述的通讯电路，优选地，所述rs485通讯单元和can通讯单元的实现电路为电气隔离和过压过流保护电路。

如上所述的通讯电路，优选地，所述rs485通讯单元和can通讯单元的实现电路为电平转换隔离保护电路。

如上所述的通讯电路，其中，所述电源模块用于将输入电源隔离变送为两路5vdc和一路12vdc；一路5vdc用于为电路外围采集接口供电；另一路5vdc经稳压芯片生成3.3vdc电源，用于为单片机供电；12vdc用于为旋转编码器供电。

如上所述的通讯电路，优选地，所述电路状态指示模块的实现方式为5组led，用于指示旋转编码器的a、b、z三相输出端以及rs485通讯单元和can通讯单元的工作状态；所述站号/倍率选择模块的实现方式为旋转式拨码开关，用于设置通讯端口的站号、波特率参数和解码数据的倍率；所述通讯电路还包括flash存储器,所述flash存储器用于设定参数和过程数据存储。

本实用新型提供的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路，实现了自增量式旋转编码器的信号解码，提供了多种通讯接口和站号/倍率选择功能，可以通过编码方式设置通讯接口的通讯参数和解码数据的倍率，为上位机提供编码器的多种工作特征数据：转向、倍率下相位数、累积旋转圈数等，便于搭建、对接多种类型的上位机接口，通讯工作参数可现场设定，各功能部分部署强电气隔离，提高了系统的可靠性，且易于现场安装调试，应用成本低。

附图说明

图1为本实用新型提供的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路的结构示意图；

图2为本实用新型提供的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路的应用实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1本实用新型提供的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路的结构示意图。如图1所示，本实用新型的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路包括：电源模块、单片机、通讯模块、电路状态指示模块、站号/倍率选择模块和脉冲信号调理滤波隔离模块。其中，通讯模块、电路状态指示模块、站号/倍率选择模块和脉冲信号调理滤波隔离模块与单片机连接，单片机通过通讯模块与上位机连接，电源模块用于为单片机和各功能模块供电；通讯模块包括两路通讯接口电路单元，分别为rs485通讯单元和can通讯单元；脉冲信号调理滤波隔离模块提供的接口为三路脉冲信号输入接口，脉冲信号调理滤波隔离模块的三路脉冲信号输入接口连接旋转编码器的a、b、z三相输出端。脉冲调理滤波隔离模块的接口为三路来自增量式旋转编码器的脉冲信号输入，具有硬件过流过压保护和滤波处理能力，与核心单片机模块有光电隔离措施。

本实用新型提供的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路，实现了自增量式旋转编码器的信号解码，提供了多种通讯接口和站号/倍率选择功能，可以通过编码方式设置通讯接口的通讯参数和解码数据的倍率，为上位机提供编码器的多种工作特征数据：转向、倍率下相位数、累积旋转圈数等，便于搭建、对接多种类型的上位机接口，通讯工作参数可现场设定，各功能部分部署强电气隔离，提高了系统的可靠性，且易于现场安装调试，应用成本低。

如上所述的通讯电路，优选地，电源模块用于将输入电源隔离变送为两路5vdc和一路12vdc；一路5vdc用于为电路外围采集接口供电；另一路5vdc经稳压芯片生成3.3vdc电源，用于为单片机供电；12vdc用于为旋转编码器供电；电源模块的上述设计方案可以有效避免传动轴的干扰或异常导致该电路工作异常或损坏。电路状态指示模块的实现方式为5组led，用于指示旋转编码器的a、b、z三相输出端以及rs485通讯单元和can通讯单元的工作状态；站号/倍率选择模块的实现方式为旋转式拨码开关，用于设置通讯端口的站号、波特率参数和解码数据的倍率；在具体的应用中，如上述的电路还可以包括flash存储器，flash存储器用于设定参数和过程数据存储。

如上所述的通讯电路，优选地，所述rs485通讯单元和can通讯单元的实现电路为电气隔离和过压过流保护电路。例如，所述rs485通讯单元和can通讯单元的实现电路均为电平转换隔离保护电路。通讯模块提供的两路通讯接口电路单元均使用电气隔离或过压过流保护电路，提高了电路的稳定可靠性。

图2为本申请提供的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路的应用实施例的示意图。参考图2所示，输入的电源经过隔离变送为相互电气隔离的三部分电源，第一部分电源5vdc再经线性稳压芯片生成3.3vdc电源，为单片机、通讯模块、flash存储模块、电路状态指示模块、站号/倍率选择模块供电，第二部分电源5vdc为脉冲信号调理滤波隔离模块供电，第三部分电源12vdc为适配的旋转编码器供电；通讯接口模块供两路隔离的通讯接口：can通讯接口一路、rs485通讯接口一路。本实施例中，can通讯接口接运输机主控器can接口，rs485通讯接口可以通过modbus协议将数据传递给任一适配主站接口；本实施例中，电路状态指示模块是通过红色发光二极管实现的，通过设定五组发光led是否闪烁，可以指示电路的工作状态：脉冲输入a/b/z的信号状态、can通讯状态、rs485通讯状态；站号/倍率选择模块可以使用旋转拨码开关，可以用于设定如通讯端口的站号、波特率和解码计数值的倍率等，方便现场调试安装使用；脉冲调理滤波隔离模块接入编码器的a/b/z三相输入，经该模块处理后接入单片机，经软件处理后生成编码器转向状态、相位状态及累积的编码器旋转圈数等信息。例如，a/b/z三路编码器输出信号经过过流过压保护和滤波处理后，输入施密特触发器驱动隔离光耦，将脉冲信号提供给单片机处理，单片机根据a/b信号输入中断和相位关系，计算得出编码器旋转与否和转向，z信号用于累加或累减编码器旋转圈数。编码器数据采集接口使用高速光耦与单片机隔离，且数据采集前端具备硬件过流过压保护和滤波处理，极大的提高的其工作稳定性；编码器数据采集接口和供电部分均与其他电路存在高耐压隔离，有效避免旋转机械轴的感应电压对解码系统及其归属的电源和通讯电路的影响。

本实用新型提供的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路，通过该控制电路的两种数据通讯接口，可以实现对上位机的通讯对接，该电路可以通过编码方式设置通讯接口的通讯参数和解码数据的倍率，为上位机提供编码器的多种工作特征数据：转向、倍率下相位数、累积旋转圈数等，不但提高了系统分级控制的可靠性，而且降低了该种本安解码通讯电路的成本。另外，本实用新型提供的矿用本质安全型旋转编码器解码通讯电路还具有抗干扰能力高，解码数据准确可靠，现场工况投入使用便捷的特点。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。