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编码器元件工作原理及其应用电路

ss 来源:网络整理 2018-03-04 15:20 次阅读

编码器的应用电路(一)

如图所示。

编码器元件工作原理及其应用电路

图:参考应用电路图

编码器的应用电路(二)

单片机实现编码器VD5026的软件设计与应用

VD5026-4的每组串行数据输出波形由同步脉冲、12位加密地址(和控制数据)及1位停止位组成。编码脉冲输出顺序为AO~A7、A8/DO~All/D3,每组串行数据输出至少4次。掌握了串行数据的输出格式及其数据的校验方式、脉冲周期、脉冲的占空比及其对应的数据关系后,按编码脉冲输出的要求编写应用程序,使单片机实现编码器的功能。模拟编码器程序框图如下图所示。

编码器元件工作原理及其应用电路

用该技术设计的红外遥控键盘,已应用于“彩色遥控监视系统”上。遥控键盘原理如下图所示。

本电路采用单片机AT89C2051,是一种高性价比单片机,器件采用80C31内核,指令系统和引脚与MCS-51TM全兼容。内有2KB可重复编程闪烁存储器,编程次数可擦/写1000次,数据保存10年。

解码器VD5027有4位数据输出,可译出16个状态,满足3×4键盘要求。

单片机查询到有一键按下,便产生与此键值对应的编码脉冲。该编码脉冲信号用38kHz脉冲信号进行调制,通过发射管(SE303A)发射出去。红外接收二极管(PH302B)将接收到的红外信号变为电信号,经红外遥控接收器CX20106放大检波后变为脉冲电信号。该信号再经整形放大后,还原为与该键值对应的编码脉冲输出,并送到解码器VD5027的14脚DIN输入端。

当VD5027接收到第一串编码脉冲信号时,若其与VD5027所设的地址完全一致,则将传送来的DO-D3四位数据码送入寄存器(并由串行码变为并行码)。当第二串相同的编码脉冲信号到来时,再次经过核对。若地址无误,控制数据与第一次的相符,则VD5027中的逻辑控制电路发出一控制信号,将寄存器的控制数据打入锁存器并输出到VD5027的DO~D3端。同时,TV端由低电平变为高电平,表示解码有效。

主机收到有效解码信号后,读来自VD5027的输出数据DO~D3,译出键值的代码,执行相应操作。

编码器元件工作原理及其应用电路

1、编码器的分类

产品结构分为:编码器元件和编码器组件;

按使用方式分为:旋转式和直线式;

按技术原理分为:接触式(电刷机械接触)和非接触式(含有:光学式、光电感应式、磁感应式、磁电感应式…);

工作原理分为:增量型和绝对型。

2、部分编码器元件产品(图一)

编码器元件工作原理及其应用电路

(图一:编码器元件)

3、编码器元件工作原理

本文将对增量型编码器和绝对型编码器的工作原理和应用进行介绍。

在编码器的本体(脉冲码盘)中预先根据不同的产品要求,制作金属导通区与塑胶绝缘区,导通区与绝缘区的角度、形状大小,决定着产品最终的信号输出形式。

3.1、增量型编码器

在旋转过程中,能输出二组或二组以上,有周期性变化并有相位时序差的编码器。

(1)产品特点:

a)可以360度旋转;

b)在旋转过程中,能够产生高、低电平周期性变化的输出信号,没有固定的起始点和终点;

c)能在任一位置停下或起步;

d)使用时,一般不注重停下位置的结果,只强调过程的信号变化。

(2)产品构造:

该产品主要由轴芯、本体、支架、定位片、接触刷等组成。

(3)输出信号:

通过旋转轴芯带动接触刷,产生通、断,输出二组或二组以上,有周期性变化并有相位时序差的脉冲信号。

a)输出二组信号时,一般分为:A相、B相,相位间的相位差为相互延迟1/4脉冲周期,根据通断的先后顺序,判断产品的旋转方向(信号递增或递减),如图二所示:

编码器元件工作原理及其应用电路

图二:二组信号方波

b)输出三组信号时,一般分为:A相、B相C相,通过三组信号的通断先后顺序(时间差)来判定信号的递增或递减,三组信号在导通的状态时互不相交,从而使成品的相位差相对变大。信号增减更易识别,更稳定,不易出现乱码,如图三所示:

编码器元件工作原理及其应用电路

图三:三组信号方波

(4)如何判断旋转方向及计数

根据脉冲信号的输出的特点,常用的判断方式有以下二种(详见图四所示):

a)比较法

在一个脉冲周期内,A、B相可以用四种运动时序表示,正转时为:11、01、00、10;反转时为:11、10、00、01,把此输出值保存起来,与下一个A、B相输出值做比较,即可得出运动方向(如果A、B相输出11后输出01,则为顺时针;如果输出11后输出10,则为逆时针)。

这种方式对产品的要求较高,不易产生误码,但每次均需从11状态开始。

b)边沿触发

由高电平向低电平变化的瞬间称为下降沿,由低电平向高电平变化的瞬间称为上升沿。如果A相输出为下降沿时,B相出现一个高电平,这时为顺时针旋转;当A相输出为下降沿时,B相出现一个低电平,这时为逆时针方向旋转。长:15cm文字体如:switching小五号

编码器元件工作原理及其应用电路

(图四:比较法、边沿触发)

3.2、绝对型编码器

在每个定位处输出与位置相对应的二进制代码的编码器。

(1)产品特点:

a)产品上设定每个档位固定的信号输出方式,分别为0、1组合,应用此代码输出信号,可进行各种不同功能的设计;

b)正转、反转到同一档位时,输出的信号是一致的;

c)使用时,一般不考虑中间运动过程,只注重停止位置的输出信号。

(2)产品构造:

主要由轴芯、本体、支架、定位片、接触刷等组成。它与增量型旋转编码器的最大差异是本体接触片的形状。

(3)输出信号:

通过编码器的旋转运动,在停止位置产生出有规则对应的固定编码信号,如表一所示:

表一:绝对型编码信号

编码器元件工作原理及其应用电路

4、编码器的产品应用及一般应用电路

编码器元件应用领域有:功放、音响、调音台、汽车音响、对讲机、电台、鼠标、键盘、示波器微波炉、电磁炉、洗衣机、空调等。

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