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光电编码器的应用电路问题

  • 光电编码器的应用电路问题

    光电编码器的应用

    光电编码用具备良好的使用性能,在角度丈量、位移丈量时抗干扰能力很强,并具有稳定可靠的输出脉冲信号,且该脉冲信号经计数后可得到被丈量的数字信号。因此,我们在研制汽车驾驶模拟器时,对方向盘旋转角度的丈量选用光电编码器作为传感器,其输出电路选用集电极开路型,输出分辨率选用360个脉冲/圈,考虑到汽车方向盘转动是双向的,既可顺时针旋转,也可逆时针旋转,需要对编码器的输出信号鉴相后才能计数。给出了光电编码器实际使用的鉴相与双向计数电路,鉴相电路用1个D触发器和2个与非门组成,计数电路用3片74LS193组成。

    光电编码器顺时针旋转时,通道A输出波形超前通道B输出波形90°,D触发器输出Q(波形W1)为高电平,Q(波形W2)为低电平,上面与非门打开,计数脉冲通过(波形W3),送至双向计数器74LS193的加脉冲输进端CU,进行加法计数;此时,下面与非门封闭,其输出为高电平(波形W4)。当光电编码器逆时针旋转时,通道A输出波形比通道B输出波形延迟90°,D触发器输出Q(波形W1)为低电平,Q(波形W2)为高电平,上面与非门封闭,其输出为高电平(波形W3);此时,下面与非门打开,计数脉冲通过(波形W4),送至双向计数器74LS193的减脉冲输进端CD,进行减法计数。

    汽车方向盘顺时针和逆时针旋转时,其最大旋转角度均为两圈半,选用分辨率为360个脉冲/圈的编码器,其最大输出脉冲数为900个;实际使用的计数电路用3片74LS193组成,在系统上电初始化时,先对其进行复位(CLR信号),再将其初值设为800H,即2048(LD信号);如此,当方向盘顺时针旋转时,计数电路的输出范围为2048~2948,当方向盘逆时针旋转时,计数电路的输出范围为2048~1148;计数电路的数据输出D0~D11送至数据处理电路。

    实际使用时,方向盘频繁地进行顺时针和逆时针转动,由于存在量化误差,工作较长一段时间后,方向盘回中时计数电路输出可能不是2048,而是有几个字的偏差;为解决这一题目,我们增加了一个方向盘回中检测电路,系统工作后,数据处理电路在模拟器处于非操纵状态时,系统检测回中检测电路,若方向盘处于回中状态,而计数电路的数据输出不是2048,可对计数电路进行复位,并重新设置初值。

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