Схема опроса многооборотного магнитногоабсолютного энкодера с интерфейсом SSI
Магнитные абсолютные энкодеры фирмы FRABA POSITAL обладают малымигабаритами, большой разрешающейспособностью, работоспособны в широком диапазоне окружающих температур [1].Энкодер MCD-SC 00 B 12 12 S 06 0 CAW является многооборотным и имеетоднооборотную секцию на 12 двоичных разрядов и счетчик оборотов также на 12двоичных разрядов. Однооборотная секция данного типа энкодеров может содержатьдо 14 разрядов, а счетчик оборотов делается типовым на 14 разрядов, нотеоретически может быть реализован до 200 биллионов оборотов [1]. Упомянутыйэнкодер выполнен под интерфейс SSI(Senchronous Serial Interface– синхронный последовательный интерфейс) [2].
Принцип синхронного последовательного обменаданными с одно- и многооборотными датчикам подробно изложен в [3]. Всоответствии с [3] на рис. 1 представлена временная диаграмма обмена по SSI смногооборотным энкодером MCD-SC 00 B12 12 S 06 0 CAW.
Рис. 1
Опрос энкодера производится вследующей последовательности:
1. В исходном состоянии линии синхронизации CLKи последовательных данных DATAнаходятся в состоянии логической «1». По первому отрицательному фронту CLK (момент Т1 на рис. 1) в энкодере фиксируется значение кода положениявала и запускается одновибратор, разрешающий выдачу последовательного кода изапрещающий фиксацию нового параллельного кода.
2. Первым положительным фронтом CLK (момент Т2 на рис. 1) старший значащий разряд счетчика количестваоборотов появляется в линии DATA,который может быть зафиксирован в приемном устройстве контроллера следующимотрицательным фронтом частоты CLK.
3. С последующими положительнымифронтами CLKпроизводится передача разрядов счетчика количества оборотов и значенияоднооборотной секции энкодера. Синхроимпульсы постоянно перезапускаютодновибратор в энкодере, не позволяя производить фиксацию нового параллельногокода до окончания последовательной передачи.
4. После приема младшего разрядакода однооборотной секции последовательность синхроимпульсов завершается (Т3 нарис. 1).
5. Поскольку одновибратор больше не запускается синхроимпульсами CLK, через интервал времени tm линии CLK и DATA возвращаются в состояние логической «1» (Т4на рис. 1).
На рис. 2 представлена схема опроса многооборотного абсолютного энкодераMCD-SC 00 B 12 12 S06 0 CAW. Схемаработает от генератора частоты 1 мГц. Импульсы ЗАПУСКа, следующие с периодом256 мкс, переписывают содержимое последовательно соединенных приемных сдвиговыхрегистров в регистры кода счетчика оборотов и кода однооборотной секции, ипоступают на формирователь импульсовСБРОС и ПУСК. Последний формирует импульсы СБРОС, обнуляющие приемные сдвиговые регистры, и ПУСК,запускающие генератор пачки импульсов. Сдвиговые регистры выбраны: старший на 13двоичных разрядов (12- код количества оборотов плюс 1 – служебный, позволяющийзавершить формирование пачки импульсов CLK), младший на 12 двоичных разрядов - код однооборотной секции.
После обнуления сдвиговых регистров, при сдвигании в нихпоследовательных данных DATA(на рис. 2 справа налево), логическая «1», предшествующая импульсам данных(момент Т1 на рис. 1), дойдет до конца старшегосдвигового регистра и остановит генератор пачки импульсов. Индикаторыпоказывают коды однооборотной секции и счетчика оборотов. Схема удобна как дляисследования многооборотных энкодеров, так и для использования их визмерительных и управляющих системах.При этом, прием может производится непосредственно вконтроллер (если он имеет интерфейс SSI на соответствующее количество разрядов), либо на приведеннуюна рис. 2 схему, которая в нашем случае была выполнена на ПЛИС фирмы ALTERA EPM7256SQS208-15. В качестве драйвераиспользовалась микросхема МАХ490.
Литература:
- AbsoluteEncoders_MCD_SSI_Datasheet_DataContent.pdf
- Последовательный синхронный интерфейс (SSI). www.megasensor.com/product_info.php/products_id/116.)
- Виктор Жданкин. Абсолютные датчики углового положения с интерфейсом SSI. Журнал «Электронные компоненты» № 8,
2004 г., стр. 52-57.