本發(fā)明涉及一種基于AB增量脈沖的并行輸出角度傳感裝置，轉(zhuǎn)換為絕對值輸出方式，提高了輸出角度值的響應(yīng)性和靈敏度，屬于電子技術(shù)角位移傳感領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)，尤其是大規(guī)模集成電路技術(shù)的提升，在角位移傳感鄰域，高速、高精度、高響應(yīng)角度測量的需求逐步得以實現(xiàn)，但傳統(tǒng)磁電式角度傳感器的輸出方式受到其傳感器設(shè)計的局限，尤其是在低成本條件下，難以滿足目前紡織機械高速、高精度測量的需求。

本發(fā)明從應(yīng)用的角度，將磁電感應(yīng)器件的增量輸出與絕對輸出相結(jié)合，利用增量的高響應(yīng)性，在集成電路內(nèi)嵌入A/B增量計數(shù)器，計數(shù)器的初始化值在上電時由串行角度絕對值接口讀出，隨后的角度值由高速增量計數(shù)器的輸出來決定。

通常角度傳感裝置的輸出分絕對式和增量式兩種，這兩種方式各有其優(yōu)缺點；絕對值方式測量的角度或由角度確定的長度，由于受磁感應(yīng)電路串行輸出速率的影響，角度輸出的更新周期(T＝18*Tclk+Tcsn)通常有一定的限制，最快也在25個微妙以上，對讀出處理器的性能要求也非常高。

現(xiàn)有技術(shù)只利用磁感應(yīng)的絕對輸出串行輸出電路，響應(yīng)性差，靈敏度較低；在一些傳統(tǒng)行業(yè)，比如紡織機械領(lǐng)域；目前國家產(chǎn)業(yè)升級，紡織機械也在更新?lián)Q代，為了提高紡織機械的生產(chǎn)效率，對原來紡機的傳動速度提出了更高更精確的要求，原來的磁感應(yīng)角度傳感裝置就無法滿足這一要求；同時，這些行業(yè)大量采用這些角度傳感裝置，對成本十分敏感。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明目的于提供一種基于AB增量脈沖的并行輸出角度傳感裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于AB增量脈沖的并行輸出角度傳感裝置，包括電源模塊、傳感及信號處理模塊以及輸入輸出模塊；所述傳感及信號處理模塊采用霍爾傳感器集成電路和可編程邏輯電路；所述傳感及信號處理模塊通過可編程語言進(jìn)行定義，其包括如下條件：

S1：接口以及參數(shù)的定義，定義增量A脈沖輸入、增量B脈沖輸入和增量Z脈沖輸入，定義并行輸出接口，報警輸出；

S2：時鐘倍頻程序設(shè)計；

S3：初始化角度寄存器的設(shè)計；

S4：濾波計數(shù)器的設(shè)計；

S5：增量計數(shù)器的設(shè)計；

S6：格雷碼輸出組合邏輯輸出功能定義；

所述電源模塊包括穩(wěn)壓和濾波模塊；所述傳感及信號處理模塊包括霍爾傳感器集成電路，以及用于增量脈沖輸出的處理器；

角度傳感裝追通過以下流程進(jìn)行工作：

T1：上電復(fù)位；

T2：初始化時鐘；

T3：讀取絕對角度；

T4：計數(shù)器初始化；

T5：增量接口與計數(shù)器連接；

T6：角度轉(zhuǎn)換輸出；

T7：結(jié)束。

有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下效果：在不提高角度測量成本的前提下，增強測量裝置的響應(yīng)性和靈敏度，響應(yīng)行目前已將原來的采樣周期由25微妙減低到3微妙。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的功能流程圖；

圖2為電源模塊電路原理圖；

圖3為傳感及信號處理模塊電路原理圖；

圖4為輸入輸出模塊電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述：

如圖1所示，一種基于AB增量脈沖的并行輸出角度傳感裝置，其通過以下流程進(jìn)行工作：

T1：上電復(fù)位；

T2：初始化時鐘；

T3：讀取絕對角度；

T4：計數(shù)器初始化；

T5：增量接口與計數(shù)器連接；

T6：角度轉(zhuǎn)換輸出；

T7：結(jié)束；

如圖2-4所示，包括電源模塊、傳感及信號處理模塊以及輸入輸出模塊；所述傳感及信號處理模塊采用霍爾傳感器集成電路和可編程邏輯電路；所述傳感及信號處理模塊通過可編程語言進(jìn)行定義，其包括如下條件：

S1：接口以及參數(shù)的定義，定義增量A脈沖輸入、增量B脈沖輸入和增量Z脈沖輸入，定義并行輸出接口，報警輸出，其程序代碼如下：

S2：時鐘倍頻程序設(shè)計，其程序代碼如下：

倍頻電路輸出時鐘信號clk，clk上升沿計數(shù)p_ct寄存器,產(chǎn)生外部片選信號cs和外部讀取時鐘信號sck；

S3：初始化角度寄存器的設(shè)計，其程序代碼如下：

通過外部信號端口sck和cs讀取初始化數(shù)據(jù)，在data_reg內(nèi)暫存。同時與上次讀取數(shù)值做差值，差值不超過一定數(shù)值，認(rèn)為讀取數(shù)據(jù)為可靠數(shù)據(jù)；

S4：濾波計數(shù)器的設(shè)計，其程序代碼如下：

對ABZ信號濾波設(shè)計采用連續(xù)采樣30次數(shù)值相等，認(rèn)為是可靠的數(shù)據(jù)。這樣對與信號干擾的濾出具有重要的作用；

S5：增量計數(shù)器的設(shè)計，其程序代碼如下：

增量信號采樣完成后，要對其進(jìn)行比較，決定計數(shù)器的增加和減少。

S6：格雷碼輸出組合邏輯輸出功能定義；

計數(shù)器內(nèi)的值是二進(jìn)制格式，需要轉(zhuǎn)換成格雷碼輸出。下面是二進(jìn)制轉(zhuǎn)格雷碼功能模塊。

assign data_o[9]＝enc_counter[9]；

assign data_o[8]＝enc_counter[9]^enc_counter[8]；

assign data_o[7]＝enc_counter[8]^enc_counter[7]；

assign data_o[6]＝enc_counter[7]^enc_counter[6]；

assign data_o[5]＝enc_counter[6]^enc_counter[5]；

assign data_o[4]＝enc_counter[5]^enc_counter[4]；

assign data_o[3]＝enc_counter[4]^enc_counter[3]；

assign data_o[2]＝enc_counter[3]^enc_counter[2]；

assign data_o[1]＝enc_counter[2]^enc_counter[1]；

assign data_o[0]＝enc_counter[1]^enc_counter[0]；

整個程序的設(shè)計思路，主要是在外圍電路的基礎(chǔ)上，采集外部霍爾傳感器的輸入信號。同時將增量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻^對值輸出。具體可參考圖1流程圖的說明。

所述電源模塊包括穩(wěn)壓和濾波模塊；所述傳感及信號處理模塊包括霍爾傳感器集成電路，以及用于增量脈沖輸出的處理器。

上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。