EnDat接口編碼器數據采集設計方案
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絕對式編碼器利用自然二進制、循環(huán)二進制（格雷碼）或PRC碼對碼盤上的物理刻線進行光電轉換，將連接軸的轉動角度量轉換成相應的電脈沖序列并以數字量輸出。它具有體積小、精度高、接口數字化及絕對定位等優(yōu)點，被廣泛應用于雷達、轉臺、機器人、數控機床和高精度伺服系統(tǒng)等諸多領域。絕對式編碼器的數據輸出以同步串行輸出為主，EnDat接口是海德漢專為編碼器設計的數字式、全雙工同步串行接口。它不僅能為增量式和絕對式編碼器傳輸位置值，同時也夠傳輸或更新存儲在編碼器中的信息，或保存新的信息。由于使用了串行傳輸方式，所以只需四條信號線，在后續(xù)電子設備的時鐘激勵下，數據信息被同步傳輸。數據類型（位置值、參數、診斷信息等）由后續(xù)電子設備發(fā)送給編碼器的模式指令選擇決定。
二 EnDat接口介紹
1.EnDat接口的特點
高性能低成本：通用的接口適用于所有的增量和絕對式編碼器，更經濟的電能消耗，小的尺寸和緊湊的連接方式，快速系統(tǒng)配置，零點可根據偏置值浮動。
更好的信號質量：編碼器內部特別的優(yōu)化提高了系統(tǒng)精度，為數控系統(tǒng)提供更好的輪廓精度。
更好的實用性：自動系統(tǒng)配置功能；數字信號提高了系統(tǒng)的可靠性；監(jiān)控與診斷信息有利于系統(tǒng)的安全；冗余碼校驗有利于可靠的信號傳輸。
提高了系統(tǒng)的安全性：兩個獨立的位置信息及錯誤信息位，數據的校驗和及應答。
適用于先進的技術發(fā)展：（高的分辨率、短的控制周期，最快16M時鐘，安全設計理念）適用于直接驅動技術。
圖1 EnDat接口編碼器數據采集原理圖
傳輸位置值與附加信息可同時傳輸：附加信息的類型可通過存儲地址選擇碼選擇。
編碼器數據存儲區(qū)域包括編碼器制造商參數、OEM廠商參數、運行參數、運行狀態(tài)，便于系統(tǒng)實現參數配置。
EnDat2.2編碼器實現了全數字傳輸，增量信號的處理在編碼器內部完成（內置14Bit細分），提高了信號傳輸的質量和可靠性，可實現更高的分辨率。
監(jiān)控和診斷功能，報警條件包括：光源失效、信號幅值不足、位置計算錯誤、運行電壓太低或太高、電流消耗太大等；當編碼器的一些極限值被接近或超過時提供警告信號。
更寬的電壓范圍（3.6~14V）和傳輸速率（16M）。
3.時序和OEM數據存儲
在每一幀同步數據傳輸時一個數據包被發(fā)送，傳輸循環(huán)從時鐘的第一個下降沿開始測量值被保存，計算位置值。在兩個時鐘脈沖（2T）后，后續(xù)電子設備發(fā)送模式指令“編碼器傳輸位置值”（帶或不帶附加信息）。
在計算出了絕對位置值后（tcal---見圖2 ），從起始位開始編碼器向后續(xù)電子設備傳輸數據，后續(xù)的錯誤位F1和F2（只存在于EnDat2.2指令中）是為所有的監(jiān)控功能和故障監(jiān)控服務的群組信號，他們的生成相互獨立，用來表示可能導致不正確位置信息的編碼器故障。導致故障的確切原因保存在“運行狀態(tài)”存儲區(qū)，可以被后續(xù)電子設備查詢。
從最低位開始，絕對位置值被傳輸，數據的長度由使用的編碼器類型決定。傳輸位置值所需的時鐘脈沖數保存在編碼器制造商的參數中。位置值數據的傳輸以循環(huán)冗余檢測碼結束。
圖2 無附加信息的位置值傳輸
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