隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的提高，各種傳感器的應(yīng)用也越來越多。旋轉(zhuǎn)編碼器作為速度和位移反饋的傳感器，主要應(yīng)用于數(shù)控機床、高精度的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、伺服電動機、異步電動機、步進(jìn)電動機、電梯曳引機、電梯門機乃至機械軸等需要對運動速度和位移信息反饋的自動化控制場合，以保證機械的高精度穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率和保障安全運營。

　　本文針對旋轉(zhuǎn)編碼器在工業(yè)現(xiàn)場中的應(yīng)用，基于LPCI768硬件平臺，設(shè)計出一種旋轉(zhuǎn)編碼器采集模塊，該模塊內(nèi)部具有高精度分析、整形、解碼電路，可同時對2路編碼器輸入信號進(jìn)行分析、解碼。經(jīng)過處理的旋轉(zhuǎn)信號通過高性能處理器進(jìn)行采集及數(shù)字濾波。旋轉(zhuǎn)編碼器同時還對2路編碼器信號進(jìn)行角速度計算，最終模塊通過CAN總線將采集到的旋轉(zhuǎn)位置值以及角速度值發(fā)送到DPU（分散處理單元），以供工業(yè)現(xiàn)場使用。

　　1 旋轉(zhuǎn)編碼器

　　旋轉(zhuǎn)編碼器是一種測量轉(zhuǎn)動部件運動情況的傳感器，是將旋轉(zhuǎn)的機械位移量轉(zhuǎn)換為電氣信號，對該信號進(jìn)行處理后檢測位置、速度等的傳感器。所謂編碼，其實就是將旋轉(zhuǎn)角度的信息轉(zhuǎn)換為單片機可讀的電信號的過程。旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù)工作原理可以分為接觸式、光電式和電磁式三種}根據(jù)輸出信號的形式又可以分為增量式和絕對值兩種，其中增量式編碼器是工業(yè)中最常用的編碼器。

　　增量編碼器包括碼盤、發(fā)光元件、接收元件和信號處理部分。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時帶動碼盤旋轉(zhuǎn)，這樣刻線處透光，問隔處不透光，透過的光被接收元件接收并輸入到信號處理部分，產(chǎn)生脈沖信號輸出，輸出信號一般包括A、B兩相（相位差 90°），有些編碼器每轉(zhuǎn)一圈還會輸出一個零位脈沖Z，作為機械參考零位。當(dāng)主軸以順時針方向旋轉(zhuǎn)時，A通道信號位于B通道之前；當(dāng)主軸逆時針旋轉(zhuǎn)時，A 通道信號則位于B通道之后，從而可以由此判斷主軸是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。

　　2 CAN總線

　　CAN 總線（Controller Area Network），即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。CAN總線最初是德國Bosch公司于1983年為汽車應(yīng)用而開發(fā)的，它是一種能有效支持分布式控制和實時控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，屬于現(xiàn)場總線（Field Bus）的范疇。隨著CAN總線的不斷完善和發(fā)展，它目前已被國際化標(biāo)準(zhǔn)組織采納為國際標(biāo)準(zhǔn)。

　　CAN總線是一種多主方式的串行通訊總線，基本設(shè)計規(guī)范要求有較高的位速率和高抗干擾性，而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。信號傳輸距離達(dá)到10 km時，仍然可提供高達(dá)5kb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。CAN協(xié)議經(jīng)lSO標(biāo)準(zhǔn)化后有IS011898標(biāo)準(zhǔn)和IS011519標(biāo)準(zhǔn)兩種。它們兩者的區(qū)別在于對物理層的定義不同。ISOll898是通信速度為125 kb/s---1 Mb/s的CAN高速通信標(biāo)準(zhǔn)，而ISOll519是通信速度為125 kb/s以下的CAN低速通信標(biāo)準(zhǔn)。