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光電編碼器在汽車中的應(yīng)用
文章出處：bqyv.com.cn
編輯：升威電子
發(fā)表時間：2015-11-30
光電編碼器是通過光和電的信號轉(zhuǎn)換輸出軸上的機(jī)械幾何和位移的量再轉(zhuǎn)換成脈沖或者數(shù)字的傳感器，是現(xiàn)在用的最多的傳感器，光電編碼器的裝置是光柵盤和光電檢測裝置結(jié)合的，在光電編碼器中，有它獨特的應(yīng)用電路，使它具有良好的使用性能，在測量角度、測量距離的時候可以有很強(qiáng)的抗干擾能力，同時也使它有了穩(wěn)定的脈沖信號，因此，脈沖信號經(jīng)過統(tǒng)計以后就可以轉(zhuǎn)換成用于測量的數(shù)字信號。
很多汽車駕駛的模擬器也可以選用光電編碼器作為傳感器，它可以測量方向盤的旋轉(zhuǎn)角度，它的輸出電路是集合電極開路型，有一定的輸出分辨率，由于汽車的方向盤是雙向的，順時針和逆時針都可以旋轉(zhuǎn)，在計數(shù)之前需要對編碼器的輸出信號進(jìn)行鑒定它的相位。
當(dāng)光電編碼器順時針旋轉(zhuǎn)時，通道A輸出波形超前通道B輸出波形90度，D觸發(fā)器輸出Q(波形W1)為高電平，Q(波形W2)為低電平，上面與非門打開，計數(shù)脈沖通過(波形W3)，送至雙向計數(shù)器74LS193的加脈沖輸入端CU，用加法進(jìn)行計數(shù);此時，下面與非門關(guān)閉，其輸出為高電平(波形W4)。當(dāng)光電編碼器逆時針旋轉(zhuǎn)時，通道A輸出波形比通道B輸出波形延遲90°，D觸發(fā)器輸出Q(波形W1)為低電平，Q(波形W2)為高電平，上面與非門關(guān)閉，其輸出為高電平(波形W3);此時，下面與非門打開，計數(shù)脈沖通過(波形W4)，送至雙向計數(shù)器74LS193的減脈沖輸入端CD，用減法的方式進(jìn)行計數(shù)。
當(dāng)汽車方向盤順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)時，其最大旋轉(zhuǎn)角度均為兩圈半，選用分辨率為360個脈沖/圈的編碼器，其最大輸出脈沖數(shù)為900個;實際使用的計數(shù)電路用3片74LS193組成，在系統(tǒng)上電初始化時，先對其進(jìn)行復(fù)位(CLR信號)，再將其初值設(shè)為800H，即2048(LD信號);如此，當(dāng)方向盤順時針旋轉(zhuǎn)時，計數(shù)電路的輸出范圍為2048～2948，當(dāng)方向盤逆時針旋轉(zhuǎn)時，計數(shù)電路的輸出范圍為2048～1148;計數(shù)電路的數(shù)據(jù)輸出D0～D11送至數(shù)據(jù)處理電路。
在我們實際使用編碼器時，方向盤頻繁地進(jìn)行順時針和逆時針轉(zhuǎn)動，由于在某些細(xì)節(jié)方面存在著誤差，經(jīng)過一段時間的工作以后，方向盤回中時的電路輸出計數(shù)不是2048，而是有幾個數(shù)位的偏差;如果要解決這個偏差，我們給編碼器增加了一個方向盤回中檢測電路，經(jīng)過系統(tǒng)的處理以后，在數(shù)據(jù)的模擬器沒有運行的情況下，系統(tǒng)檢測出有回中電路，方向盤在回中狀態(tài)，而計數(shù)電路的數(shù)據(jù)輸出不是2048，可對計數(shù)電路進(jìn)行復(fù)位，并重新設(shè)置初值。
很多汽車駕駛的模擬器也可以選用光電編碼器作為傳感器，它可以測量方向盤的旋轉(zhuǎn)角度，它的輸出電路是集合電極開路型，有一定的輸出分辨率，由于汽車的方向盤是雙向的，順時針和逆時針都可以旋轉(zhuǎn)，在計數(shù)之前需要對編碼器的輸出信號進(jìn)行鑒定它的相位。
當(dāng)光電編碼器順時針旋轉(zhuǎn)時，通道A輸出波形超前通道B輸出波形90度，D觸發(fā)器輸出Q(波形W1)為高電平，Q(波形W2)為低電平，上面與非門打開，計數(shù)脈沖通過(波形W3)，送至雙向計數(shù)器74LS193的加脈沖輸入端CU，用加法進(jìn)行計數(shù);此時，下面與非門關(guān)閉，其輸出為高電平(波形W4)。當(dāng)光電編碼器逆時針旋轉(zhuǎn)時，通道A輸出波形比通道B輸出波形延遲90°，D觸發(fā)器輸出Q(波形W1)為低電平，Q(波形W2)為高電平，上面與非門關(guān)閉，其輸出為高電平(波形W3);此時，下面與非門打開，計數(shù)脈沖通過(波形W4)，送至雙向計數(shù)器74LS193的減脈沖輸入端CD，用減法的方式進(jìn)行計數(shù)。
當(dāng)汽車方向盤順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)時，其最大旋轉(zhuǎn)角度均為兩圈半，選用分辨率為360個脈沖/圈的編碼器，其最大輸出脈沖數(shù)為900個;實際使用的計數(shù)電路用3片74LS193組成，在系統(tǒng)上電初始化時，先對其進(jìn)行復(fù)位(CLR信號)，再將其初值設(shè)為800H，即2048(LD信號);如此，當(dāng)方向盤順時針旋轉(zhuǎn)時，計數(shù)電路的輸出范圍為2048～2948，當(dāng)方向盤逆時針旋轉(zhuǎn)時，計數(shù)電路的輸出范圍為2048～1148;計數(shù)電路的數(shù)據(jù)輸出D0～D11送至數(shù)據(jù)處理電路。
在我們實際使用編碼器時，方向盤頻繁地進(jìn)行順時針和逆時針轉(zhuǎn)動，由于在某些細(xì)節(jié)方面存在著誤差，經(jīng)過一段時間的工作以后，方向盤回中時的電路輸出計數(shù)不是2048，而是有幾個數(shù)位的偏差;如果要解決這個偏差，我們給編碼器增加了一個方向盤回中檢測電路，經(jīng)過系統(tǒng)的處理以后，在數(shù)據(jù)的模擬器沒有運行的情況下，系統(tǒng)檢測出有回中電路，方向盤在回中狀態(tài)，而計數(shù)電路的數(shù)據(jù)輸出不是2048，可對計數(shù)電路進(jìn)行復(fù)位，并重新設(shè)置初值。
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