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值多圈编码器

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张红武(市场部主管)
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  • 品牌:西曼顿
  • 型号:BM-XMD-1/BM-XMD-2
  • 加工定制:
  • 种类:光电
  • 制作工艺:集成
  • 输出信号:模拟型
值多圈编码器
关键词: 电力调整器

一、概述

12位多圈绝对值编码器是专门为执行器行业和自动化行业研制开发的,可测量和记忆角度的绝对位置,在量程范围内旋转角度和旋转圈数信息具有性。

采用SSI接口(同步串行接口)传输单圈角度和多圈圈数值(RS-232可选配),该编码器单圈分辨率为4096(0.087度),多圈多可记忆4096圈,单5V工作电压,掉电不丢失信号(不需要电池供电,机械记忆),机械零位可任意设定。抗干扰能力强,抗震、防尘。

二、基本工作原理

该编码器属于精密光电、磁混合编码器,它集精密机、电、光、磁技术于一体。单圈角度由磁性编码器完成,多圈圈数通过6只光电编码盘记忆,所以编码器记忆的是绝对位置信息,无论编码器上电与否,编码器都能记忆量程范围内的任何角度和圈数。

6只编码盘记忆的是格雷码信息,通过CPU转换成自然二进制码输出。

三、主要参数

单圈分辨率12位二进制(0.087度)工作电压5V±0.5V
多圈量程4096圈工作电流50mA
转速170 rpm工作温度-40℃~90℃
输出方式SSI串行总线输出,RS232C

四、电路接口

信号输出采用5芯扁排线连接,信号线排序如图3所示。引脚定义见表1。


图3 信号输出定义示意图
表1 编码器信号输出排线引脚定义

引脚序号

通讯方式

1

2

3

4

5

SSI

+5V

GND

CLK

DO

CS

RS-232C

+5V

GND

TXD

RXD

五、安装尺寸

图1中心轴连接件尺寸图2 编码器外形尺寸

注意事项:

1、 多圈绝对值编码器轴端和客户安装端(φ5)同心度<0.20mm;

2、 轴承型号为MR128ZZ(1283.5)轴承,为轻载轴承,轴端严禁击打或承受较大的负载;

六、SSI通信协议

SSI通信内容包括角度数据读出和机械零位设置两种。

为方便用户使用,本编码器可由用户通过程序在线设置机械零位。下面是两种模式的通信协议和时序。图4为角度读出时序,图5为机械零位设置时序。

(一)角度读出时序


图4 编码器角度读出时序图
l 角度输出时序注意事项:

1、CS必须在CLK的高电平期间变为低。

2、CS变为低后,经过短tCLK的时间后,在CLK下降沿读出数据,连续的24个下降沿读出24位数据,tCLK≥2us(注意:同样需要有24个上升沿)。

3、CLK变低后,至少保持tCLK/2的低电平时间。

4、前12位数据是多圈的圈数(高位在前,低位在后),后12位数据是单圈角度值(高位在前,低位在后)。

5、任何时刻CS拉高后,通信立刻终止。

6、需要注意的是:通信结束后要及时将CS变为高电平,否则编码器不会退出通信程序。

(二)机械零位设置时序

机械零位设置时序见图5,用户可以通过程序将编码器的任何位置设置成零点位置,有利于用户安装调试。


图5 编码器机械零位设置时序图

l机械零位设置时序注意事项:

1)零位设置命令输入

1、CS必须在CLK的低电平期间变为低。

2、CS变为低后,经过短tCLK的时间后,连续产生8个上升沿和8个下降沿,在第8个脉冲的下降沿后编码器进入机械零位设置阶段,tCLK≥2us。

3、每个上升沿CLK变高后,至少保持tCLK/2的高电平时间。

4、机械零位设置阶段时间较长,tZERO≥18ms。

5、任何时刻CS拉高后,零位设置过程立刻终止。

6、需要注意的是:零位设置结束后要及时将CS变为高电平,否则编码器不会退出通信程序。

2)机械零位设置阶段

编码器进入机械零位设置阶段后,经过计算将各项数据写入CPU内部FlashRAM,因为数据写入时间比较缓慢,此阶段短需要tZERO的时间,tZERO≥18ms。

3)设置状态输出

编码器在CS变低后DO保持低电平状态,机械零位设置阶段完成后会输出设置状态,当DO由低变为高,表示本次机械零位设置成功,否则一直保持低电平,需重新设置。

七、RS-232C串行通信(用户选配)

RS-232C采用8为数据异步通信格式,波特率为9600,RS-232C异步通信数据格式见图6。


图6 RS-232C异步通信数据格式

八、用户读取圈数和单圈角度汇编程序

; 使用MOC-51单片机,晶震频率=12MHz

CS EQUP1.1

CLK EQU P1.2

DO EQUP1.3

;-----------------------------------------------

;接收3字节存放单元

DAT0 EQU33H;字节(高)

DAT1 EQU34H;第二字节(中)

DAT2 EQU35H;第三字节(低)

;-----------------------------------------------

ORG0000H

LJMP MAIN

MAIN: MOV SP,70H

SETB CLK

SETB CS

;===========机械零位设置程序================

ZERO: CLR CLK

NOP

NOP

CLR CS

NOP

NOP

MOV R7,8

PP6: SETB CLK

NOP

NOP

CLR CLK

NOP

NOP

DJNZ R7,PP6

JNB DO,$ ;等待设置完成

SETBCS ;拉高CS,退出设置

RET

;========== 圈数和单圈角度读出程序==============

READ: SETBCLK ;CLK拉高

NOP

NOP

CLRCS;CLK高电平期间,CS变低

NOP

NOP

;--------------

MOVR5,8;循环8次,读高8位

PP1: CLR C

CLR CLK

NOP

NOP

MOV C,DO

RLC A

SETB CLK

NOP

NOP

DJNZ R5,PP1

MOVDAT0,A;保存字节

; --------------

MOVR5,8;循环8次,读第二字节

PP2: CLR C

CLR CLK

NOP

NOP

MOV C,DO

RLC A

SETB CLK

NOP

NOP

DJNZ R5,PP2

MOVDAT1,A;保存第二字节

; --------------

MOVR5,8;循环8次,读第三字节

PP3: CLR C

CLR CLK

NOP

NOP

MOV C,DO

RLC A

SETB CLK

NOP

NOP

DJNZ R5,PP3

MOVDAT2,A;保存第三字节

SETBCS;拉高CS,退出通讯

RET

;=========================================

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