本發(fā)明涉及電機(jī)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種增量式編碼器計(jì)數(shù)裝置。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有的增量式編碼器計(jì)數(shù)裝置對(duì)編碼器輸出的a、b兩相信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，來獲取轉(zhuǎn)速和位置信息。對(duì)a、b相信號(hào)計(jì)數(shù)通常采用的方式是在其中一相信號(hào)的跳變沿(上升沿或下降沿)判斷另一相信號(hào)的電平狀態(tài)。如圖1所示，在b的上升沿，a信號(hào)為高電平，則電機(jī)為正方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)進(jìn)行加1計(jì)數(shù)；如圖2所示，在b的上升沿，a信號(hào)為低電平，則電機(jī)為反方向旋轉(zhuǎn)，編碼器進(jìn)行減1計(jì)數(shù)。在低速換向時(shí)，編碼器常伴有抖動(dòng)現(xiàn)象，采用這種計(jì)數(shù)方法準(zhǔn)確性不夠高，存在誤計(jì)數(shù)的情況。比如在n點(diǎn)附近換向，此時(shí)b信號(hào)由于換向過程中的左右抖動(dòng)會(huì)產(chǎn)生多個(gè)上升沿，如圖3所示，此時(shí)a信號(hào)仍為高電平，就會(huì)造成多次加1計(jì)數(shù)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是：提供一種增量式編碼器的計(jì)數(shù)裝置，提高計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是：一種增量式編碼器計(jì)數(shù)裝置，包括：信號(hào)調(diào)理電路和計(jì)數(shù)器電路；所述信號(hào)調(diào)理電路用于輸出電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，所述轉(zhuǎn)向狀態(tài)跟a、b相信號(hào)從前一狀態(tài)到現(xiàn)一狀態(tài)的跳變沿和a、b相信號(hào)的現(xiàn)一狀態(tài)有關(guān)；所述計(jì)數(shù)器電路，用于接收所述轉(zhuǎn)向狀態(tài)并進(jìn)行計(jì)數(shù)。進(jìn)一步，采用兩級(jí)d觸發(fā)器電路將跳變沿轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)通過轉(zhuǎn)化電路轉(zhuǎn)化為描述所述轉(zhuǎn)向狀態(tài)的信號(hào)。進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)化電路為數(shù)據(jù)選擇器，所述數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)選擇控制端用于接收現(xiàn)一狀態(tài)的a、b相信號(hào)。進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)選擇器為雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74ls153。根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增量式編碼器計(jì)數(shù)裝置，其特征在于：所述計(jì)數(shù)器電路采用4個(gè)四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls193級(jí)聯(lián)。本發(fā)明的有益效果是：通過a、b相信號(hào)的跳變沿，再結(jié)合a、b相現(xiàn)一狀態(tài)的情況得到電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)信號(hào)，并通過計(jì)數(shù)器電路完成計(jì)數(shù)。該技術(shù)方案通過同時(shí)檢測a、b相信號(hào)的跳變沿，可避免因編碼器抖動(dòng)而使得計(jì)數(shù)準(zhǔn)確性不高的情況。該技術(shù)裝置可廣泛應(yīng)用于對(duì)計(jì)數(shù)精確度要求較高的場合。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計(jì)方案和附圖。圖1是未改進(jìn)前計(jì)數(shù)裝置對(duì)正方向旋轉(zhuǎn)的判定示意圖；圖2是未改進(jìn)前計(jì)數(shù)裝置對(duì)反方向旋轉(zhuǎn)的判定示意圖；圖3是未改進(jìn)前計(jì)數(shù)裝置容易出現(xiàn)的抖動(dòng)情況示意圖；圖4是信號(hào)調(diào)理電路的連接示意圖；圖5是脈沖信號(hào)的時(shí)序圖；圖6是計(jì)數(shù)器電路的連接示意圖。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整的描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明創(chuàng)造中的各項(xiàng)技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。實(shí)施例1，參考圖4，增量式編碼器計(jì)數(shù)裝置會(huì)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)進(jìn)行加1和減1計(jì)算，根據(jù)本領(lǐng)域常用計(jì)數(shù)手段，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)為正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)裝置加1，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)為反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)裝置減1，本實(shí)施例根據(jù)該常用計(jì)數(shù)手段設(shè)計(jì)。當(dāng)然，計(jì)數(shù)裝置加減1對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向也有不符合該標(biāo)準(zhǔn)的，這種情況也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明的原理：用a、b相信號(hào)現(xiàn)在電平狀態(tài)和上個(gè)電平狀態(tài)的不同組合情況進(jìn)行加減計(jì)數(shù)。b相信號(hào)和a相信號(hào)的電平狀態(tài)記為ba。描述如下：ba電平狀態(tài)共有4種情況：00、01、10、11。根據(jù)編碼器的碼盤光柵結(jié)構(gòu)，當(dāng)ba現(xiàn)在處于00狀態(tài)，它的前一狀態(tài)只可能是01或者10。前一狀態(tài)為01時(shí)，表明由01狀態(tài)轉(zhuǎn)移到了00狀態(tài)，a相信號(hào)產(chǎn)生下降沿，判定電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)為反方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行減1計(jì)數(shù)；前一狀態(tài)為10時(shí)，表明由10狀態(tài)轉(zhuǎn)移到了00狀態(tài)，b相信號(hào)產(chǎn)生下降沿，判定電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)為正方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行加1計(jì)數(shù)。當(dāng)ba現(xiàn)在處于01狀態(tài)，它的前一狀態(tài)為00或者11。前一狀態(tài)為00時(shí)，表明由00狀態(tài)轉(zhuǎn)移到了01狀態(tài)，a相信號(hào)產(chǎn)生上升沿，判定電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)為正方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行加1計(jì)數(shù)。前一狀態(tài)為11時(shí)，表明由11狀態(tài)轉(zhuǎn)移到了01狀態(tài)，b相信號(hào)產(chǎn)生下降沿，判定電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)為反方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行減1計(jì)數(shù)。當(dāng)ba現(xiàn)在處于10狀態(tài)，它的前一狀態(tài)為11或者00。前一狀態(tài)為11時(shí)，表明由11狀態(tài)轉(zhuǎn)移到了10狀態(tài)，a相信號(hào)產(chǎn)生下降沿，判定電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)為正方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行加1計(jì)數(shù)。前一狀態(tài)為00時(shí)，表明由00狀態(tài)轉(zhuǎn)移到了10狀態(tài)，b相信號(hào)產(chǎn)生上升沿，判定電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)為反方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行減1計(jì)數(shù)。當(dāng)ba現(xiàn)在處于11狀態(tài)，它的前一狀態(tài)為10或者01。前一狀態(tài)為10時(shí)，表明由10狀態(tài)轉(zhuǎn)移到了11狀態(tài)，a相信號(hào)產(chǎn)生上升沿，判定電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)為反方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行減1計(jì)數(shù)。前一狀態(tài)為01時(shí)，表明由01狀態(tài)轉(zhuǎn)移到了11狀態(tài)，b相信號(hào)產(chǎn)生上升沿，判定電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)為正方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行加1計(jì)數(shù)。電機(jī)的轉(zhuǎn)向狀態(tài)與a、b相信號(hào)從前一狀態(tài)到現(xiàn)一狀態(tài)的跳變沿和a、b相信號(hào)的現(xiàn)一狀態(tài)滿足如下表格1的邏輯關(guān)系：ba現(xiàn)一狀態(tài)a、b相信號(hào)跳變沿情況轉(zhuǎn)向狀態(tài)00a↓反向00b↓正向01a↑正向01b↓反向10a↓正向10b↑反向11a↑反向11b↑正向表1其中，a↓表示：a相信號(hào)產(chǎn)生下降沿；a↑表示：a相信號(hào)產(chǎn)生上升沿；b↓表示：b相信號(hào)產(chǎn)生下降沿；b↑表示：b相信號(hào)產(chǎn)生上升沿。本發(fā)明的計(jì)數(shù)裝置：如圖4所示，輸入信號(hào)clk為高頻采樣時(shí)鐘，輸入信號(hào)為a、b相信號(hào)。采用兩級(jí)d觸發(fā)器u1a和u1b、兩級(jí)d觸發(fā)器u1c和u1d與與門u2a、u2b、u2c、u2d來提取a、b的跳變沿并轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)。與門u2a的輸出如為高電平，是信號(hào)a的上升沿，否則不是上升沿；與門u2b的輸出如為高電平，是信號(hào)a的下降沿，否則不是下降沿；與門u2c的輸出如為高電平，是信號(hào)b的上升沿，否則不是上升沿；與門u2d的輸出如為高電平，是信號(hào)b的下降沿，否則不是下降沿。與門u2a~u2d輸出的脈沖信號(hào)時(shí)序如圖5所示?？梢妘2a、u2b、u2c、u2d輸出一個(gè)時(shí)鐘的高電平分別對(duì)應(yīng)a的上升沿時(shí)刻、a的下降沿時(shí)刻、b的上升沿時(shí)刻、b的下降沿時(shí)刻。因使用了兩級(jí)d觸發(fā)器進(jìn)行緩存，u2a~u2d輸出的高電平與對(duì)應(yīng)的a、b信號(hào)的跳變沿有兩個(gè)時(shí)鐘的延遲。用雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74ls153將u2a~u2d輸出的四路信號(hào)進(jìn)行選擇后輸出到管腳1y、2y。管腳1y上的信號(hào)1y設(shè)計(jì)為表示正向旋轉(zhuǎn)，2y上的信號(hào)2y設(shè)計(jì)為表示反向旋轉(zhuǎn)。74ls153的輸入管腳a、b是數(shù)據(jù)選擇控制端。當(dāng)數(shù)據(jù)選擇控制端ba為00時(shí)，根據(jù)74ls153的真值表，輸入引腳1c0與1y接通，2c0與2y接通。根據(jù)表1，應(yīng)將表示反向旋轉(zhuǎn)的a下降沿狀態(tài)(與門u2b的輸出)輸出到2y，表示正向旋轉(zhuǎn)的b下降沿狀態(tài)輸出到1y(與門u2d的輸出)。故將u2b輸出接連到74ls153的2c0，u2d輸出連接到74ls153的1c0。當(dāng)ba為01時(shí)，1c1和1y接通，2c1和2y接通。此時(shí)應(yīng)將表示正向旋轉(zhuǎn)的a的上升沿狀態(tài)輸出到1y(與門u2a的輸出)，表示反向旋轉(zhuǎn)的b的下降沿狀態(tài)(與門u2d的輸出)輸出到2y。故將u2a輸出與1c1連接，u2d輸出與2c1連接。當(dāng)ba為10時(shí)，1c2與1y接通，2c2與2y接通。此時(shí)應(yīng)將表示正向旋轉(zhuǎn)的a的下降沿狀態(tài)(與門u2b的輸出)輸出到1y，表示反向旋轉(zhuǎn)的b的上升沿狀態(tài)(與門u2c的輸出)輸出到2y。故將u2b的輸出與1c2連接，u2c的輸出與2c2連接。當(dāng)ba為11時(shí)，1c3與1y接通，2c3與2y接通。此時(shí)應(yīng)將表示反向旋轉(zhuǎn)的a的上升沿狀態(tài)(與門u2a的輸出)輸出到2y，表示正向旋轉(zhuǎn)的b的上升沿狀態(tài)(與門u2c的輸出)輸出到1y。故將u2a的輸出與2c3連接，u2c的輸出與1c3連接。如圖6所示，信號(hào)調(diào)理電路輸出：表示電機(jī)正向狀態(tài)的信號(hào)1y、表示電機(jī)反向狀態(tài)的信號(hào)2y；將1y和2y連接到計(jì)數(shù)器電路的輸入端。用4個(gè)四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls193級(jí)聯(lián)，上級(jí)芯片的進(jìn)位脈沖與下級(jí)芯片的加計(jì)數(shù)脈沖輸入端相連，借位脈沖與減計(jì)數(shù)脈沖輸入端相連，實(shí)現(xiàn)可逆遞增遞減計(jì)數(shù)。根據(jù)74ls193的計(jì)數(shù)時(shí)序，兩路計(jì)數(shù)脈沖輸入端up、dn其中一路在輸入計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，另一路必須為高電平，故用反相器u4a、u4b對(duì)信號(hào)1y、2y取反，使得up輸入計(jì)數(shù)脈沖時(shí)dn為高電平，dn輸入計(jì)數(shù)脈沖時(shí)up為高電平，從而保證了能夠正確計(jì)數(shù)。最終輸出的計(jì)數(shù)值cnt為16bit。當(dāng)輸入信號(hào)1y的上升沿時(shí)，cnt加1；當(dāng)輸入信號(hào)2y的上升沿時(shí)，cnt減1，實(shí)現(xiàn)了在0~65535之間進(jìn)行遞增遞減計(jì)數(shù)。以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12