基于FPGA的EnDat接口编码器数据采集设计.doc
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1、基于FPGA的EnDat接口编码器数据采集设计EnDat接口是HEIDENHAIN专为编码器设计的数字式、全双工同步串行的数据传输协议,具有传输速度快、功能强大、连线简单、抗干扰能力强等优点,是编码器、光栅尺数据传输的通用接口。本文阐述了EnDat接口的特点、功能、时序和数据传输、OEM数据存储,同时介绍了编码器数据采集后续电路设计方案、基于FPGA模块设计的原理和原则。一概述绝对式编码器利用自然二进制、循环二进制(格雷码)或PRC码对码盘上的物理刻线进行光电转换,将连接轴的转动角度量转换成相应的电脉冲序列并以数字量输出。它具有体积小、精度高、接口数字化及绝对定位等优点,被广泛应用于雷达、转台
2、、机器人、数控机床和高精度伺服系统等诸多领域。绝对式编码器的数据输出以同步串行输出为主,EnDat接口是海德汉专为编码器设计的数字式、全双工同步串行接口。它不仅能为增量式和绝对式编码器传输位置值,同时也够传输或更新存储在编码器中的信息,或保存新的信息。由于使用了串行传输方式,所以只需四条信号线,在后续电子设备的时钟激励下,数据信息被同步传输。数据类型(位置值、参数、诊断信息等)由后续电子设备发送给编码器的模式指令选择决定。二EnDat接口介绍1.EnDat接口的特点高性能低成本:通用的接口适用于所有的增量和绝对式编码器,更经济的电能消耗,小的尺寸和紧凑的连接方式,快速系统配置,零点可根据偏置值
3、浮动。更好的信号质量:编码器内部特别的优化提高了系统精度,为数控系统提供更好的轮廓精度。更好的实用性:自动系统配置功能;数字信号提高了系统的可靠性;监控与诊断信息有利于系统的安全;冗余码校验有利于可靠的信号传输。提高了系统的安全性:两个独立的位置信息及错误信息位,数据的校验和及应答。适用于先进的技术发展:(高的分辨率、短的控制周期,最快16M时钟,安全设计理念)适用于直接驱动技术。2.EnDat2.2编码器性能的提高传输位置值与附加信息可同时传输:附加信息的类型可通过存储地址选择码选择。编码器数据存储区域包括编码器制造商参数、OEM厂商参数、运行参数、运行状态,便于系统实现参数配置。EnDat
4、2.2编码器实现了全数字传输,增量信号的处理在编码器内部完成(内置14Bit细分),提高了信号传输的质量和可靠性,可实现更高的分辨率。监控和诊断功能,报警条件包括:光源失效、信号幅值不足、位置计算错误、运行电压太低或太高、电流消耗太大等;当编码器的一些极限值被接近或超过时提供警告信号。更宽的电压范围(3.614V)和传输速率(16M)。3.时序和OEM数据存储在每一帧同步数据传输时一个数据包被发送,传输循环从时钟的第一个下降沿开始测量值被保存,计算位置值。在两个时钟脉冲(2T)后,后续电子设备发送模式指令“编码器传输位置值”(带或不带附加信息)。在计算出了绝对位置值后(tcal-见图2),从起
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- 基于 FPGA EnDat 接口 编码器 数据 采集 设计
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