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光電編碼器在汽車中的應(yīng)用
文章出處：m.xg468.com
編輯：升威電子
發(fā)表時(shí)間：2015-11-30
光電編碼器是通過光和電的信號(hào)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(dú)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(shí)候可以有很強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)也使它有了穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，因此，脈沖信號(hào)經(jīng)過統(tǒng)計(jì)以后就可以轉(zhuǎn)換成用于測量的數(shù)字信號(hào)。
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(shí)針和逆時(shí)針都可以旋轉(zhuǎn)，在計(jì)數(shù)之前需要對(duì)編碼器的輸出信號(hào)進(jìn)行鑒定它的相位。
當(dāng)光電編碼器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(jì)數(shù)脈沖通過(波形W3)，送至雙向計(jì)數(shù)器74LS193的加脈沖輸入端CU，用加法進(jìn)行計(jì)數(shù);此時(shí)，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(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(shí)，下面與非門打開，計(jì)數(shù)脈沖通過(波形W4)，送至雙向計(jì)數(shù)器74LS193的減脈沖輸入端CD，用減法的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。
當(dāng)汽車方向盤順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，其最大旋轉(zhuǎn)角度均為兩圈半，選用分辨率為360個(gè)脈沖/圈的編碼器，其最大輸出脈沖數(shù)為900個(gè);實(shí)際使用的計(jì)數(shù)電路用3片74LS193組成，在系統(tǒng)上電初始化時(shí)，先對(duì)其進(jìn)行復(fù)位(CLR信號(hào))，再將其初值設(shè)為800H，即2048(LD信號(hào));如此，當(dāng)方向盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)電路的輸出范圍為2048～2948，當(dāng)方向盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)電路的輸出范圍為2048～1148;計(jì)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(shí)際使用編碼器時(shí)，方向盤頻繁地進(jìn)行順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于在某些細(xì)節(jié)方面存在著誤差，經(jīng)過一段時(shí)間的工作以后，方向盤回中時(shí)的電路輸出計(jì)數(shù)不是2048，而是有幾個(gè)數(shù)位的偏差;如果要解決這個(gè)偏差，我們給編碼器增加了一個(gè)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(yùn)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(jì)數(shù)電路的數(shù)據(jù)輸出不是2048，可對(duì)計(jì)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(shí)針和逆時(shí)針都可以旋轉(zhuǎn)，在計(jì)數(shù)之前需要對(duì)編碼器的輸出信號(hào)進(jìn)行鑒定它的相位。
當(dāng)光電編碼器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(jì)數(shù)脈沖通過(波形W3)，送至雙向計(jì)數(shù)器74LS193的加脈沖輸入端CU，用加法進(jìn)行計(jì)數(shù);此時(shí)，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(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(shí)，下面與非門打開，計(jì)數(shù)脈沖通過(波形W4)，送至雙向計(jì)數(shù)器74LS193的減脈沖輸入端CD，用減法的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。
當(dāng)汽車方向盤順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，其最大旋轉(zhuǎn)角度均為兩圈半，選用分辨率為360個(gè)脈沖/圈的編碼器，其最大輸出脈沖數(shù)為900個(gè);實(shí)際使用的計(jì)數(shù)電路用3片74LS193組成，在系統(tǒng)上電初始化時(shí)，先對(duì)其進(jìn)行復(fù)位(CLR信號(hào))，再將其初值設(shè)為800H，即2048(LD信號(hào));如此，當(dāng)方向盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)電路的輸出范圍為2048～2948，當(dāng)方向盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)電路的輸出范圍為2048～1148;計(jì)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(shí)際使用編碼器時(shí)，方向盤頻繁地進(jìn)行順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于在某些細(xì)節(jié)方面存在著誤差，經(jīng)過一段時(shí)間的工作以后，方向盤回中時(shí)的電路輸出計(jì)數(shù)不是2048，而是有幾個(gè)數(shù)位的偏差;如果要解決這個(gè)偏差，我們給編碼器增加了一個(gè)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(yùn)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(jì)數(shù)電路的數(shù)據(jù)輸出不是2048，可對(duì)計(jì)數(shù)電路進(jìn)行復(fù)位，并重新設(shè)置初值。
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