值多圈编码器
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- 品牌:西曼顿
- 型号:BM-XMD-1/BM-XMD-2
- 加工定制:是
- 种类:光电
- 制作工艺:集成
- 输出信号:模拟型
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 | 空 |
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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