基于HIPERFACE协议的绝对式高分辨率编码器接口设计和在交流伺服中的应用.pdfVIP

基于HIPERFACE协议的绝对式高分辨率编码器接 口设计 和在交流伺服中的应用 口 方 杰 上海开通数控有 限公司 上海 200233 摘 要 ：介绍 了一种新 型 的基 于 HIPERFACE协议 的绝对 式高分辨 率 编码 器的优 点及 其接 口设计 ，控 制 器连接 HIPERFACE标准8线接 口．通过 ADC模块获得正弦／余弦信号的数字量 ，由CORDIC算法得到实时的增量信 息，加上 QEP模块的四倍频计数和Rs485获取的初始绝对位置．计算得到高分辨率、高精度的实时绝对位置值 ，并通过 SPI电路实 现与外围设备 或其 它处理器的通信。 关键词 ：HIPERFACE协议 编码器 CORDIC 计数器 DSP 中图分类号：rrP334．7 文献标识码：B 文章编号 ：1000—4998(2014)07—0044—03 普 通 的绝 对 式 编 码 器 和 增 量 式 编码 器 已不 能 满 小 型齿 轮 系 。用 于记 录 电机 所 转 过 的 圈数 (最 大 到 4 足 当前 工 业控 制 的要 求 ．而新 型 的基 于 HIPERFACE 096圈)，不需 要像 普 通绝 对式 编 码器 一 样靠 电池供 电 协 议 的绝 对 式 高 分辨 率 编 码 器 (HIPERFACE协 议 编 来 记 录位 置信 息 。在断 电的情 况 下 ，即使 电机 有 机械 码 器 )能 同时提 供 增 量信 号和绝 对 信 号 ，兼 具增 量 式 转 动 ，转动 信息也会 被 自动记 录 。 编 码 器 和 绝 对式 编 码 器 的 优 点 ．具 有 高耐 热 性 、高 分 1 基于 HIPERFACE协议 的接 口设计 辨 率 、带 机械 齿 轮结 构 的 多 圈设计 、抗 干扰 性 好 、尺寸 小 巧 的特 点 ，可胜 任 最 为苛 刻 恶 劣 的工 况 应 用 ，是 伺 HIPERFACE协 议 编码 器 的标 准 接 口仅 为 一个 8 服 驱动 系统 作 为位置 反馈 的较 好选 择 。不 同编码 器 的 线接 口(如 图 1所示 )，有 益于 减 少布线 的工作 量 ，其 中 比较 见 表 1 2线 作 为 电源 电压 (7～12V)，4线 作 为 过 程 数 据 通 道 表 1 不 同类型编码器比较表 (增 量 、差 分 传输 、正 弦 ／余 弦信 号 )，2线 作 为 RS485参 类型 数数 据 通道 。对绝 对 位 置接 收和 解码 细 分 电路 来说 ， 项 目 增量式 普通 的绝对 HIPERFACE 只需 8根 线 就可 以完 成 HIPERFACE协议 编 码 器 与接 编码器 式编码器 协议编码器 口单元 的连接 ，得 到编码 器 的绝对 位 置信 息 。启 动时 ， 结 构 简单 复杂 简单 编码 器接 通 电源并 通过 RS485接 口．将 绝对 位 置值 输 响应速度 快 慢 快 出 到外 部解 码 芯 片 。后 者从 这 个 初 始位 置 值 开 始 ，对 内置 电池 不需要 需要 不需要 正 、余 弦信 号进 行计 数 和解码 细 分 ，形 成 高精 度绝 对位 掉 电位置 丢失 保存 保存 置 ．并 通过 SPI总线 传送 给 电机 控制 主 芯 片 ，具 体 框 图 位置误差 积累 不积累 不积累 如 图 2所 示