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光电编码器在汽车中的应用

文章出处:biozecheng.com  编辑:升威电子  发表时间:2015-11-30

  光电编码器是通过光和电的信号转换输出轴上的机械几何和位移的量再转换成脉冲或者数字的传感器,是现在用的最多的传感器,光电编码器的装置是光栅盘和光电检测装置结合的,在光电编码器中,有它独特的应用电路,使它具有良好的使用性能,在测量角度、测量距离的时候可以有很强的抗干扰能力,同时也使它有了稳定的脉冲信号,因此,脉冲信号经过统计以后就可以转换成用于测量的数字信号。
  很多汽车驾驶的模拟器也可以选用光电编码器作为传感器,它可以测量方向盘的旋转角度,它的输出电路是集合电极开路型,有一定的输出分辨率,由于汽车的方向盘是双向的,顺时针和逆时针都可以旋转,在计数之前需要对编码器的输出信号进行鉴定它的相位。
  当光电编码器顺时针旋转时,通道A输出波形超前通道B输出波形90度,D触发器输出Q(波形W1)为高电平,Q(波形W2)为低电平,上面与非门打开,计数脉冲通过(波形W3),送至双向计数器74LS193的加脉冲输入端CU,用加法进行计数;此时,下面与非门关闭,其输出为高电平(波形W4)。当光电编码器逆时针旋转时,通道A输出波形比通道B输出波形延迟90°,D触发器输出Q(波形W1)为低电平,Q(波形W2)为高电平,上面与非门关闭,其输出为高电平(波形W3);此时,下面与非门打开,计数脉冲通过(波形W4),送至双向计数器74LS193的减脉冲输入端CD,用减法的方式进行计数。
  当汽车方向盘顺时针和逆时针旋转时,其最大旋转角度均为两圈半,选用分辨率为360个脉冲/圈的编码器,其最大输出脉冲数为900个;实际使用的计数电路用3片74LS193组成,在系统上电初始化时,先对其进行复位(CLR信号),再将其初值设为800H,即2048(LD信号);如此,当方向盘顺时针旋转时,计数电路的输出范围为2048~2948,当方向盘逆时针旋转时,计数电路的输出范围为2048~1148;计数电路的数据输出D0~D11送至数据处理电路。
  在我们实际使用编码器时,方向盘频繁地进行顺时针和逆时针转动,由于在某些细节方面存在着误差,经过一段时间的工作以后,方向盘回中时的电路输出计数不是2048,而是有几个数位的偏差;如果要解决这个偏差,我们给编码器增加了一个方向盘回中检测电路,经过系统的处理以后,在数据的模拟器没有运行的情况下,系统检测出有回中电路,方向盘在回中状态,而计数电路的数据输出不是2048,可对计数电路进行复位,并重新设置初值。

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