导言
光电轴角编码器是一种选用光电办法，将机械转角转化成数字电信号输出的数字测角设备。它能够和显现设备或计算机相连，完结动态丈量和实时操控。也能够使用它完结直线位移、转速等其它物理量的丈量。
现在，单片机已广泛运用到光电轴角编码器数据处理体系规划中，经过灵敏的规划，单片机的软件能够完结各种不同的逻辑运算和操控功用，但是在以单片机为主构成的体系中还需求很多的中、小规划数字集成电路。跟着电子技术的高速开展，选用具有ISP（体系内编程）功用的CPLD（杂乱的可编程逻辑器材）替代传统单片机外围的中、小规划的集成电路现已成为技术开展的必然趋势。这种器材无需拆开即可在体系内重新装备逻辑功用，使数字体系的规划发生了革命性改动。新研发的光电轴角编码器结合单片机和CPLD器材的各自长处，以MCU+CPLD双片结构规划了A／D数据收集、处理和显现体系。
2体系的硬件规划
如图1所示，体系首要由80C196KC单片机，ALTERA公司的EPM7128SLC84—15，编码器信号扩大、整形电路和显现电路构成。单片机依照体系的要求，依据算法编写相应的软件程序，处理由CPLD传送过来的数据，并把处理结果送入CPLD结构的显现缓存中，由CPLD完结数据的动态扫描显现。
2.1 信号扩大与整形电路
如图2 所示，光电编码器读数头输出为弱电流信号，需经对地电阻（电位器P1）构成电压信号后经扩大器（LM124）与比较器（LM139）转化成能被微处理器处理的TTL电平。对不同的信号能够调整电位器的电阻来改动扩大倍数。
2.2 根据CPLD的I/O接口电路
EPM 7128SLC84—15是ALTERA公司的MAX7000S系列CPLD，它选用CMOS工艺，并以第二代矩阵结构为根底，此器材内集成了6000门，其间典型可用门为2500个，有128个逻辑单元，60个可用I／0口。ALTERA公司的CPLD开发东西MAX+plusⅡ，支撑多种输入办法，给规划开发供给了极大的便利，因而本体系选用MAX+plusⅡ进行规划。体系的主体部分用原理图输入办法，因为库中供给现成的芯片，所以运用很便利。原理图输入部分如图3所示，首要完结以下逻辑功用：
① 分别由2片244及2片373完结数据的输入输出锁存；
② 用3-8线性译码器和逻辑门电路完结原始数据得输入和处理后二进制视点的输出操控，单片机80C196KC经过操控总线选通各个锁存器，读入输入的粗码值，单片机完结实时处理后，由CPLD内部74LS373锁存器输出16位二进制视点代码。
因为体系运用了低成本的CPLD，将体系所需的硬件资源进行了整合集成，进步了体系硬件的装备才能和牢靠性，并且充分使用了单片机的软件资源优势。首要特色：①牢靠性高，传统的体系除了单片机外还有很多的中小规划集成电路，在高速、强电磁搅扰等恶劣条件下，芯片的数量越多遭到搅扰的或许性就越大，形成单片机频频呈现程序跑飞、体系复位。选用CPLD器材可削减体系受搅扰的几率，明显进步体系的牢靠性。虽然在功用开发上，CPLD器材经过EDA软件完结，但物理机制却像一片74LS373那样属纯硬件电路，非常牢靠。经过合理规划，在大多数运用中无须考虑杂乱的复位和初始化，规划中只须使用简略的句子将搁置状况导入同一初始进口，就能有用避免任何或许的“死机”现象。②开发周期短，体系具有可晋级性。因为CPLD的最大特色便是能够经过软件编程对其器材的结构和工作办法进行重构，能随时进行调整以满意产品晋级的需求。选用EDA的办法对体系进行规划，用户不只可经过直接对芯片结构的规划完结多种数字逻辑体系功用，并且因为管脚界说的灵敏性，减轻了电路图规划和电路板规划的工作量和难度，硬件规划能够如软件规划相同便利快捷，改动了传统数字体系及用单片机构成的数字体系的规划办法、规划进程，缩短了开发周期，进步了功率。
3体系的软件规划
体系软件选用MCS96汇编语言编程，选用模块化结构规划，各个功用子块独立，调试便利，并简单依据需求扩展。图4为体系程序总框图，初始化程序包含体系装备、A/D复位等；数据收集子程序包含收集精码及矩阵码（编码器码盘选用矩阵码）、A/D转化；细分程序包含偏移码处理、象限判别、除法运算、细分查表。因为制造粗码答应较低的精度，粗码道某一些端面方位偏离了理论方位（即有方位误差），从而使精度下降、乃至错码，这时能够用一组精度较高的精码道来发现它，并校对这个误差，即为精粗校对子程序。最终经过并口或RS232完结二进制视点代码的输出。
4 结束语
该体系以MCU+CpLD双片结构为中心的数据收集处理体系，在EDA东西的帮忙下选用自顶向下的体系规划办法，缩短了开发周期，进步了规划功率。充分使用了80C196KC的高速数学处理才能，使它能较好的完结对较大规划现场的各种条件进行实时数字化处理和准确操控。这种体系结构现已成功地运用于光电轴角编码器中，取得了较好的实际效果。
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