海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案

1、海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，1/2 n/2923.html2010-5-31海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，2/2注冊(cè)I登錄I我要買I我有產(chǎn)品I 在線洽談設(shè)置I 幫助comGKxomPLC DCS PAC PC-BASED CPCI/PXI嵌入式系統(tǒng)專用控制器SCADA自動(dòng)化軟件人機(jī)界面工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線無(wú)線通訊低壓變頻器高壓變頻器運(yùn)動(dòng)控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)器視覺(jué)傳感器 現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示控制儀表分析測(cè)試儀表執(zhí)行機(jī)構(gòu)工業(yè)安全低壓電器電源首頁(yè) 供應(yīng)商 代理商 集成商 維修 培訓(xùn) 新聞|產(chǎn)品|技術(shù)|應(yīng)用|下載|研討高級(jí)搜索 廠商加入產(chǎn)品分類PLC843DCS1

2、19PAC86PC-BASED5471CPCI/PXI254嵌入式系統(tǒng)1956專用控制器35SCADA761自動(dòng)化軟件327人機(jī)界面1641工業(yè)以太網(wǎng)1263現(xiàn)場(chǎng)總線841無(wú)線通訊405低壓變頻器1385高壓變頻器96運(yùn)動(dòng)控制1079機(jī)械傳動(dòng)299機(jī)器視覺(jué)272傳感器2670現(xiàn)場(chǎng)儀表3301顯示控制儀表1237分析測(cè)試儀表788執(zhí)行機(jī)構(gòu)308工業(yè)安全763低壓電器2605電源765方案應(yīng)用海德漢EnDat接 口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案作者：謝禮忠 岀處：約翰內(nèi)斯？海德漢博士（中國(guó)）有限公司 閱讀：983發(fā)布時(shí)間：2008-11-27供稿：約翰內(nèi)斯？海德漢博士（中國(guó)）有限公司一概述絕對(duì)式編碼器利用

3、自然二進(jìn)制、循環(huán)二進(jìn)制（格雷碼）或PRC碼對(duì)碼盤上的物理刻線進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將連接軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈 沖序列并以數(shù)字量輸岀。它具 有體積小、精度高、接口數(shù)字化及絕對(duì)定位等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛 應(yīng)用于雷達(dá)、轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和高精度伺服系統(tǒng)等 諸多領(lǐng)域。絕對(duì)式編碼器 的數(shù)據(jù)輸岀以同步串行輸岀為主，EnDat接口是海德漢 專為編碼器設(shè)計(jì)的數(shù)字式、全雙工同步串行接口。它不僅能為增量 式 和絕對(duì)式編碼器傳 輸位置值，同時(shí)也夠 傳輸或更新存儲(chǔ)在編碼器中的信息，或保存 新的信息。由于 使用了串行傳輸方式，所以只需四條信號(hào)線，在后 續(xù)電子設(shè)備的時(shí)鐘激勵(lì)下，數(shù)據(jù)信息被同步 傳輸。數(shù)據(jù)類型（位置值、參數(shù)、

4、診斷信息等）由后續(xù)電子設(shè)備發(fā)送給編碼器的模式指令選擇決定。二EnDat接口介紹1. EnDat接口的特點(diǎn)高性能低成本：通用的接口適用于所有的增量和絕對(duì)式編碼器，更經(jīng)濟(jì)的電能消耗，小的尺寸和緊湊的連接方式，快速系統(tǒng)配置，零點(diǎn)可根據(jù)偏 置值浮動(dòng)。更好的信號(hào)質(zhì)量：編碼器內(nèi)部特別的優(yōu)化提高了系統(tǒng)精度，為數(shù) 控系統(tǒng)提供更好的輪廓精度。更好的實(shí)用性：自動(dòng)系統(tǒng)配置功能；數(shù)字信號(hào)提高了系統(tǒng)的可靠性；監(jiān)控與診斷信息有利于系統(tǒng)的安全；冗余碼校驗(yàn)有利于可靠的信號(hào)傳輸。提高了系統(tǒng)的安全性：兩個(gè)獨(dú)立 的位置信息及錯(cuò)誤信息位，數(shù)據(jù)的 校驗(yàn)和及應(yīng)答。適用于先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展:（高的分辨率、短的控制周期，最快16M時(shí)鐘，安全設(shè)計(jì)

5、理念）適用于直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)。圖1 EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集原理圖2. EnDat2.2編碼器性能的提高傳輸位置值與附加信息可同時(shí)傳輸：附加信息的類型可通過(guò)存儲(chǔ)地址選擇碼選擇編碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域包括編碼器制造商參數(shù)、OEM廠商參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)，便于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置。EnDat2.2編碼器實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字傳輸，增量信號(hào)的處理在編碼器內(nèi)部完成（內(nèi)置14Bit細(xì)分），提高了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性，可實(shí)現(xiàn)更高的分 辨率。 n/2923.html2010-5-31海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，#/2監(jiān)控和診斷功能，報(bào)警條件包括：光源失效、信號(hào)幅值不足、位置計(jì)算錯(cuò)誤、運(yùn)行電壓太

6、低 或太高、電流消耗太大等；當(dāng)編碼器的一些極限值被 接近或超過(guò)時(shí)提供警告信號(hào)。更寬的電壓范圍（3.614V ）和傳輸速率（16M ）3.時(shí)序和OEM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在每一幀同步數(shù)據(jù)傳輸時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送，傳輸循環(huán)從時(shí)鐘的第一個(gè)下降沿開始測(cè)量值被保存，計(jì) 算位置值。在兩個(gè)時(shí)鐘脈沖（2T）后，后 續(xù)電子設(shè)備發(fā)送模式指令“編碼器傳輸位置值”（帶或不帶附加信息）。在計(jì)算出了絕對(duì)位置值后（tcal 見(jiàn)圖2 ），從起始位開始編碼器向后續(xù)電子設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，后續(xù)的錯(cuò)誤位F1和F2 （只存在于EnDat2.2指令中） 是為所有的監(jiān)控功能和故障監(jiān)控服務(wù)的群組信號(hào)，他們的生成相互獨(dú)立，用來(lái)表示可能導(dǎo)致不正確位置信息的編碼器

7、故障。導(dǎo)致故障的確切原因保存 在“運(yùn)行狀態(tài)”存儲(chǔ)區(qū)，可以被后續(xù)電子設(shè)備查詢。從最低位開始，絕對(duì)位置值被傳輸，數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度由使用的編碼器類型決定。傳輸位置值所需的時(shí)鐘脈沖數(shù)保存在編碼器制造商的參數(shù)中。位置值 數(shù)據(jù)的傳輸以循環(huán)冗余檢測(cè)碼結(jié)束。圖2無(wú)附加信息的位置值傳輸 n/2923.html2010-5-31海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，#/2 n/2923.html2010-5-31海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，#/2位置值如果帶附加信息，緊接在位置值后的是附加信息1和2，他們也各以一個(gè)CRC結(jié)束。附加信息的內(nèi)容由存儲(chǔ)區(qū)的選擇地址決定，然后在后

8、面的采樣周期里被傳輸。在后續(xù)的傳輸中一直傳輸該信息，直到新的存儲(chǔ)區(qū)被選擇。在數(shù)據(jù)字的結(jié)尾，時(shí)鐘信號(hào)必須置高電平。10us到30us或 1.25us到3.75us （ EnDat2.2可編程的恢復(fù)時(shí)間tm ）后，數(shù)據(jù)線回到低電平，然后，新的數(shù)據(jù)傳輸可在新的時(shí)鐘信號(hào)下開始。的包CLOCK IrLTUUUTJUVl|yirmruiRnjiruinjnjuvuinjuirtruin n/2923.html2010-5-31海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，#/2 n/2923.html2010-5-31海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，#/2CMC圖3帶附件

9、信息的位置傳輸同時(shí)，編碼器為參數(shù)提供了不同的存儲(chǔ) 區(qū)，它們可以被后續(xù)電子設(shè)備讀取，這些區(qū)域可以被編碼器制造商、OEM廠商甚至最終用戶寫入。一些 特定的區(qū)域是可以被寫保護(hù)的。不同系列的編碼器支持不同的OEM存儲(chǔ)區(qū)和不同的地址范圍。因此，每一個(gè)編碼器必須讀取OEM存儲(chǔ)區(qū)的分配信 息?；诖嗽颍罄m(xù)電子電路應(yīng)基于相對(duì)地址編程，而不能使用絕對(duì)地址。三EnDat接口后續(xù)電子設(shè)備的電路設(shè)計(jì)方案使用者可以根據(jù)EnDat接口協(xié)議和電路電氣特性自行設(shè)計(jì)接口電路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，同時(shí)海德漢也 提供了特定的數(shù)據(jù)處理芯片供用戶選擇。 如果用戶自行設(shè)計(jì)電路，需遵循EnDat接口的電氣特性，并需要掌握EnDat接口的

10、協(xié)議，保證嚴(yán)格遵循協(xié)議的時(shí)序要求和數(shù)據(jù)幀格式。而如果采用海 德漢提供的數(shù)據(jù)處理芯片，則可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，用戶只需配置FPGA的寄存器，按照芯片可接受的指令格式發(fā)送指令，就可獲得需要的數(shù)據(jù)。通過(guò)遵循RS 一485 （差分信號(hào)）標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)元件，在后續(xù)電子設(shè)備發(fā)岀的同步時(shí)鐘激勵(lì)下，數(shù)據(jù)（位 置值和參數(shù)）可以在編碼器和后續(xù)電子設(shè) 備之間雙向傳輸。四FPGA+軟件宏海德漢的 合作伙伴MAZet公司針對(duì)Xilinx公司的Virtex和Spartan系列及Altera公司的Acex和Cyclone系列提供了 EnDat協(xié)議的軟件宏，根據(jù)客戶需 求，MAZet公司還可以提供定制軟核。該軟核實(shí)現(xiàn)了 EnDat接口的

11、所有功能，用戶可通過(guò)6位地址線和16位數(shù)據(jù)線與微控制器進(jìn)行8位或16位的數(shù)據(jù) 傳輸。下面是FPGA的模塊圖和電路設(shè)計(jì)。 n/2923.html2010-5-31海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，3/2圖4 FPGA模塊圖 n/2923.html2010-5-31海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，4/2 n/2923.html2010-5-31海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，#/2Position encoderSupply圖5編碼器和后續(xù)電路連接模塊圖 n/2923.html2010-5-31海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集

12、設(shè)計(jì)方案-工控網(wǎng)頁(yè)碼，#/2五結(jié)束語(yǔ)海德漢公司的EnDat接口在很多行業(yè)已得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在它又被提升到嶄新高度。雙向EnDat 2.2接口的時(shí)鐘頻率現(xiàn)已提高到16 MHz，能滿 足直接驅(qū)動(dòng)這類高動(dòng)態(tài)性能要求的應(yīng)用，特別是電子工業(yè)的應(yīng)用，時(shí)鐘頻率從8 MHz提高到16 MHz不僅將大大縮短讀取位置信息所需時(shí)間，還可以 大幅縮短控制環(huán)的周期。同時(shí)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)為客戶提供了方便，強(qiáng)大的功能和通用性及具有前瞻的安全設(shè)計(jì)理念引導(dǎo)編碼控制技術(shù) 不斷向前 發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 EnDat位置編碼器 雙向數(shù)字接口海德漢技術(shù)資料2 高安全性控制技術(shù)海德漢技術(shù)資料3 EnDat接口技術(shù)手冊(cè)海德漢技術(shù)資料相關(guān)解決方案海德漢EnDat接口編碼器數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)方案.雙絞線傳輸各種信號(hào)方案.生物發(fā)泡公廁控制系統(tǒng)方案.一種SSI接口光電編碼器數(shù)據(jù)并行采集設(shè)計(jì)方法.山東*公安局語(yǔ)音數(shù)據(jù)解決方案.Moder工 作原理.如何設(shè)計(jì)好大屏顯示工程VG信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸方案.最新解決方案雙絞線視頻信號(hào)傳輸解決方案.旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用