隨著工業(yè)自動化和智能化水平的不斷提高，對于傳感器的精度和可靠性要求越來越高。在傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域中，旋轉(zhuǎn)編碼器因其精度高、靈敏度好等特點被廣泛應(yīng)用。而can總線，則因其高速、可靠、穩(wěn)定等特點被應(yīng)用于眾多的工控領(lǐng)域。本文將介紹一款基于can總線的旋轉(zhuǎn)編碼器采集模塊設(shè)計。
一、設(shè)計前準(zhǔn)備
旋轉(zhuǎn)編碼器的原理是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為脈沖信號輸出，在實際應(yīng)用中需要將編碼器的脈沖信號采集出來并傳遞給控制設(shè)備。傳統(tǒng)的采集方式是采用單片機(jī)采集脈沖信號，再通過串口或其他方式傳遞給控制設(shè)備。但這種方式受到單片機(jī)性能的限制，采集的精度和速度都不能滿足要求。另外，當(dāng)系統(tǒng)中的控制設(shè)備較多時，采用這種方式需要大量的串口或其它信號線，系統(tǒng)也更加復(fù)雜。因此，本文采用了can總線的方式來進(jìn)行采集，提高了采集精度和速度，并減少了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。
二、模塊設(shè)計
（一）硬件設(shè)計
模塊的硬件主要包括采集電路和can總線接口電路兩部分。
采集電路使用了msp430f149單片機(jī)，該單片機(jī)由于功耗低、集成度高、外設(shè)豐富，是一種非常適合于工控領(lǐng)域應(yīng)用的控制芯片。采集電路的外設(shè)包括了十字軸旋轉(zhuǎn)編碼器，用于采集旋轉(zhuǎn)角度；rs485收發(fā)器，用于進(jìn)行can總線通訊。其硬件原理如下圖所示：
（二）軟件設(shè)計
采集模塊的功能是采集旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖信號，經(jīng)過計數(shù)器的計數(shù)后，把數(shù)據(jù)傳輸給控制設(shè)備。為了實現(xiàn)這個功能，需要設(shè)計采集模塊的軟件程序。
模塊軟件主要分為中斷服務(wù)程序和主程序兩部分。中斷服務(wù)程序主要是用于采集旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖信號，計數(shù)器計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)果存儲在計數(shù)器緩存區(qū)中。主程序則負(fù)責(zé)將計數(shù)器緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)通過can總線發(fā)送給控制設(shè)備。這里我們采用了電商提供的can總線協(xié)議庫，在軟件中直接調(diào)用相關(guān)函數(shù)實現(xiàn)can總線通訊。
三、測試結(jié)果
經(jīng)過實際測試，該模塊采集精度高、速度快、性能穩(wěn)定。通過can總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，系統(tǒng)連接更加簡單，可靠性也提高了很多。
總之，基于can總線的旋轉(zhuǎn)編碼器采集模塊相對于傳統(tǒng)的單片機(jī)采集方式，具有采集精度高、速度快、連接簡單、可靠性高等優(yōu)點，非常適合于工控領(lǐng)域應(yīng)用。