[发明专利]交流伺服串行通信编码器位置反馈脉冲分频输出系统和方法

摘要

本发明一种交流伺服串行通信编码器位置反馈脉冲分频输出系统和方法，由发出脉冲数计算模块、分频脉冲发生器模块、发出脉冲计数器模块、正交脉冲输出状态机模块和原点信号输出计数器模块构成，将通信接收到的编码器位置数据转化为脉冲输出至上位装置，本发明以采样周期内输出的脉冲数为切入点，给出了采样周期内输出的脉冲数的计算方法及修正手段，能够确保输出脉冲的个数，保证位置数据不丢失，系统的抗干扰性更好；且以采样周期内的系统时钟个数为溢出门限，以系统时钟为基准时钟，可以突破编码器实际单圈脉冲数的限制，能够产生比编码器原始单圈脉冲数更高的脉冲数输出，且给出了原点信号的产生方式，使整个系统更加完善。

主权项

1.一种串行通信编码器位置反馈脉冲分频输出系统，其特征在于：由发出脉冲数计算模块、分频脉冲发生器模块、发出脉冲计数器模块、正交脉冲输出状态机模块和原点信号输出计数器模块构成，其中，发出脉冲数计算模块，接收预置的编码器采样周期T、电机旋转单圈输出脉冲数PPRSET、脉冲输出基准信号分频比DIV，编码器实际单圈脉冲数PPRE，计算编码器在采样周期T内需要发出的脉冲数POPT，将在采样周期T内需要发出的脉冲数POPT和两次中断期间采样的位置数据的差值SMPT发送给发出脉冲计数器模块，将计算得到的当前采样周期T内需要输出的脉冲输出频率POFRQ发送给分频脉冲发生器模块，将电机旋转单圈输出脉冲数PPRSET发送给原点信号输出计数器模块；分频脉冲发生器模块，根据发出脉冲数计算模块给出的当前采样周期T内需要输出的脉冲输出频率POFRQ和系统时钟sysclk，计算其比值：将2n作为溢出门限寄存器的溢出门限值，其中n满足2n＞(T×SYSCLK)的条件，在每个系统时钟上升沿对累加准值进行累加，即对RATIO×2n进行累加，存取累加结果,将累加结果与溢出门限值比较，若大于，则输出进位标志carry信号，同时将累加结果减去溢出门限值，若小于，则继续累加直至大于溢出门限值，将该进位标志Carry信号作为所需的脉冲输出基准信号发送给发出脉冲计数器模块；发出脉冲计数器模块，在分频脉冲发生器模块开始输出脉冲输出基准信号时，对该脉冲输出基准信号的高电平时间进行计数，当计数值达到采样周期T内需要发出的脉冲数POPT时，阻断脉冲输出基准信号的高电平输出，在下一个采样周期T开始时清空上述计数值，在脉冲输出基准信号为高电平期间，根据两次中断期间采样的位置数据的差值SMPT的正负，来确定输出正向脉冲输出标志up和反向脉冲输出标志dn的电平，若SMPT为正，则正向脉冲输出标志up为高电平，反向脉冲输出标志dn为低电平；若SMPT为负，则正向脉冲输出标志up为低电平，反向脉冲输出标志dn为高电平，并将正向脉冲输出标志up和反向脉冲输出标志dn实时发送给正交脉冲输出状态机模块；正交脉冲输出状态机模块，置分频计数器初值div_cnt_init，根据发出脉冲计数器模块输出的正向脉冲输出标志up和反向脉冲输出标志dn，对分频计数器初值进行加减，当正向脉冲输出标志up为高电平时，该分频计数器值加1，当反向脉冲输出标志dn为高电平时，该分频计数器值减1，当正向脉冲输出标志up为高电平且分频计数器值等于脉冲输出基准信号分频比DIV时，将分频计数器值清零，同时输出正向切换信号ring_up；当反向脉冲输出标志dn为高电平且分频计数器值为0时，重置分频计数器值为脉冲输出基准信号分频比DIV的值，同时输出反向切换信号ring_dn；当正向切换信号Ring_up为高电平时，将OA脉冲信号超前OB脉冲信号九十度；当反向切换信号Ring_dn为高电平时，将OA脉冲信号滞后OB脉冲信号九十度，通过该脉冲输出正交化处理，即可得到所需的两路互为正交的脉冲输出信号OA和OB信号，同时将正向切换信号ring_up和反向切换信号ring_dn输出至原点信号输出计数器模块；原点信号输出计数器模块，接收预置的电机旋转单圈输出脉冲数PPRSET，根据正交脉冲输出状态机模块输入的正向切换信号ring_up和反向切换信号ring_dn的电平对其原点信号输出计数器的初值进行加减，当原点信号输出计数器值减小至零或者增大至电机旋转单圈输出脉冲数PPRSET时，将原点信号输出计数器值重置为电机旋转单圈输出脉冲数PPRSET或者重置为零，在原点信号输出计数器值为0时，输出原点信号。