基于DSP的绝对式光电编码器串行接口设计
3 硬件电路设计
采用绝对式编码器的电机伺服控制系统包括：待测量旋转位置的电动机、绝对式编码器、电平转换元件MAX488、以DSP为核心的电机控制板以及电机功率驱动电路。本文主要介绍绝对式编码器HMCT／16／4096／BA和DSP芯片的接口部分。
由于该编码器输出接口为SSI接口，而单片机、DSP、PC104、工控机等工控领域常用的控制器一般不提供SSI接口，此外SSI光电编码器供应商一般也不提供接口转换器，所以有必要将SSI接口转换成可以与DSP等可以通信的串行接口。接口电路如图2所示。
由图可见，绝对式光电编码器的输入时钟信号(CLOCK)和输出数据信号(DATA)均为差分信号，其数据传输符合EIA RS 22标准，是符合RS 422协议的电平，因而需将其转换成可以输入单片机或者DSP的电平。能完成这种转换的芯片很多，大致有两类：全双工和半双工，由编码器读数时序图，可数据的输出在时钟信号下降沿转换，在时钟信号上升沿传送，因此应选用全双工的转换芯片。本文选用MAX488芯片作为绝对式光电编码器与DSP芯片MS320F2812通信的接口芯片，它由5 V电压供电，是一种适用于RS 422和RS 485的低功率收发器，它的芯片中包含一个驱动器和一个接收器，并且可以2．5 Mb／s速率进行传输。绝对式光电编码器与DSP芯片TMS320F2812通信的接口电路图如图3所示。
在该电路中，用DSP的GPIOF7(CANRXA)口来模拟产生绝对式编码器读数时所需的同步时钟信号，用GPIOF6(CANTXA)口接收数据，同时为了减少电路前后的干扰以及实现与DSP接口3．3 V电平的匹配，在电路中使用了两路高速光耦器件进行光电隔离，并实现电平转换。
4 软件设计
高精度多圈绝对式编码器可以同时输出多圈位置信息(nMT位)和单圈位置信息(nST位)，其数据发送时序关系，如图4所示，当编码器接收到发送周期的第一个时钟信号下降沿时，读取(nMT+nST)位字长的绝对位置值存入数据缓存器。数据缓存器中数据随着时钟信号的下降沿串行同步发送数据，第一个发出的数据位是绝对位置值的最高位(MSB)，最后一个发出的数据位是绝对位置值的最低位(LSB)。
关键词： 绝对编码器 DSP 串行通信SSI TMS320F2812
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