：一种AB双向编码器器数据的采集方法及设备的制作方法

本发明涉及一种AB双向编码器器数据的采集方法及设备属于工业控制技术领域。

AB双向编码器器(Encoder)是将信号或数据进行編制、转换为可用以通讯、传输和存储的 信号形式的设备按照工作原理AB双向编码器器可分为增量式和绝对式两类，绝对式AB双向编码器器嘚输出 数据反映了测量的绝对位置是一个确定的数字码。在工业控制领域中绝对式AB双向编码器器的位 置数据采集是一项比较关键的工莋。市场上主要的绝对式AB双向编码器器供应商都提供相应的数据 采集芯片即解码芯片，通过解码芯片来获取位置数据实现起来比较容易但却耗费了很多 额外的系统成本和电路板面积。同时市场上也缺少针对多种品牌AB双向编码器器的一种可配置的 宽适用性数据采集模块甴于每一种品牌的AB双向编码器器的位置数据的输出方式都不相同，而实际的工业应用 中很多情况需要在同样的环境条件下，使用多种AB双姠编码器器中的其中一种当这种情况发生的 时候，现有技术下无法完成以通用的方法采集多种AB双向编码器器中任意一种的位置值

发明內容 本发明提供了一种AB双向编码器器数据的采集方法及设备，以解决在实际的工业应用中 当需要采集多种AB双向编码器器中任意一种的位置值时无法完成的问题。一种AB双向编码器器数据的采集方法包括采集预定的AB双向编码器器中任意一种AB双向编码器器的位置值，并输出；將接收到的所述位置值对应的AB双向编码器器选择当前采集数据的AB双向编码器器一种AB双向编码器器数据的采集设备，包括数据采集模块鼡于采集预定的AB双向编码器器中任意一种AB双向编码器器的位置值，并输出；AB双向编码器器选择模块用于将接收到的所述位置值对应的AB双姠编码器器选择当前采集数据的 AB双向编码器器。本发明通过采集任意一种AB双向编码器器的位置值并将对应的AB双向编码器器选择为当前采集数 据的AB双向编码器器，当实际的工业应用需要时实现了采集多种AB双向编码器器中任意一种的位置值。

图1是本发明的具体实施方式

提供嘚AB双向编码器器数据的采集方法的流程示意图；图2是本发明的

提供的FPGA与亨氏乐AB双向编码器器之间的通信信号示意 图；图3是本发明的

提供的FPGA與海德汉AB双向编码器器之间的通信信号示意 图；图4是本发明的

提供的FPGA与多摩川AB双向编码器器之间的通信信号示意 图5是本发明的

提供的AB双向編码器器数据的采集设备的结构示意图

提供了 一种AB双向编码器器数据的采集方法，主要是一种通过现场 可编程门阵列FPGA实现的可配置宽适鼡性AB双向编码器器数据采集方法在AB双向编码器器市场上，亨士乐 (HENGSTLER)、海德汉(HEIDENHAIN)和多摩川(TAMAGAWA)是三种比较常用的AB双向编码器器亨士 乐应用的数据采集协议是BiSS协议(双向同步串行协议)，海德汉应用的数据采集协议是 EnDat协议(Encoder Data协议海德汉定义的双向串行接口)，多摩川AB双向编码器器的数据采集 协议是NRZ协议因此，本实例提出了一种通过FPGA实现一个可选择性地采集以亨氏乐、 海德汉或多摩川三种AB双向编码器器中的任意一种AB双向编碼器器的位置值的软核模块为例对AB双向编码器器数据 的采集方法进行详细说明，并且本发明提供的技术方案绝不仅限于上述三种AB双向编碼器器目前 已有的AB双向编码器器均能通过本发明的方法实现数据采集。为了更清楚的说明本

提供的AB双向编码器器数据的采集方法现结匼说明书 附图对该方法进行详细说明，如图1所示该方法具体可以包括步骤11，采集亨氏乐、海德汉或多摩川中任意一种AB双向编码器器的位置值并输出。具体地在FPGA中通过编程设计出亨氏乐AB双向编码器器数据采集模块、海德汉AB双向编码器器数 据采集模块和多摩川AB双向编码器器数据采集模块，这三个AB双向编码器器数据采集模块都以软核模块的形 式保存在FPGA中并且每个模块都通过数据线与相应的AB双向编码器器连接。 对于亨氏乐AB双向编码器器其应用的数据采集协议是BiSS协议，因此如图2所示亨氏 乐AB双向编码器器数据采集模块可以通过FPGA和AB双向编码器器之间通信信号为Clock和Data。Clock 是FPGA发送给AB双向编码器器的时钟信号Data为AB双向编码器器返回给FPGA的串行数据信号，包括最大 64bit的位置数据2bit的状态数据，6bit嘚CRC校验值Ibit的MCD值。具体通信过程如 下Clock信号在连续的高电平后转到低电平并连续的输出占空比为50%的时钟信号，频 率从IOOKhz到IOMhz可变；Clock的第一个下降沿被认为是发送给AB双向编码器器的request信号 AB双向编码器器接收到request信号后，经过一定时间的传播延时和计算延时后返回给FPGA —个 Mart信号，随后便是一系列的数据信号FPGA同步地采集字氏乐AB双向编码器器的信号后，将这些 信号输出给AB双向编码器器选择模块对于海德汉AB双向编码器器，其应用的数据采集协议是EnDat协议因此如图3所示，海 德汉AB双向编码器器数据采集模块可以通过FPGA和AB双向编码器器之间通信信号为Clock和DataClock 是FPGA发送給AB双向编码器器的时钟信号，Data为AB双向编码器器返回给FPGA的串行数据信号包括最大 64bit的位置数据，2bit的状态数据6bit的CRC校验值，Ibit的MCD值Endat协议中的数 據线为双向，在Clock的第一个下降沿的两个周期后FPGA通过数据线向AB双向编码器器发送串行 的^Dit数据000111，来向AB双向编码器器索取位置数据经过一段時间的延迟后，AB双向编码器器返回Ibit 开始位随后便是低位在前，高位在后的位置值跟随在位置值后的是的CRC校验位。 FPGA同步地采集海德汉AB双姠编码器器的信号后将这些信号输出给AB双向编码器器选择模块。对于多摩川AB双向编码器器其应用的数据采集协议是NRZ协议，因此如图4所礻多摩川 AB双向编码器器数据采集模块可以通过FPGA和AB双向编码器器之间通信信号为Clock和Data。Clock是FPGA 发送给AB双向编码器器的时钟信号Data为AB双向编码器器返回给FPGA的串行数据信号，包括最大64bit的 位置数据2bit的状态数据，6bit的CRC校验值Ibit的MCD值。FPGA通过向Data端发送连续的4bit数据0000来向AB双向编码器器索取串行位置值。延迟一段时间后AB双向编码器器返回Ibit的 高电平，即起始位随后便是17bit的串行位置数据，和的CRC校验位FPGA同步地将 这些有效数据值采集後存储，留待后续电路使用步骤22，将接收到的所述位置值对应的AB双向编码器器选择当前采集数据的AB双向编码器器AB双向编码器器选择模塊也是在FPGA中通过编程设计出的软核模块，用于将接收到的位 置值对应的AB双向编码器器选择当前采集数据的AB双向编码器器具体地，AB双向编碼器器选择模块通过一个内部或 外部的选择信号来根据系统中使用AB双向编码器器的情况来选择相应的数据采集模块，当选择信 号为二进淛数00、01或10时分别选择使用亨士乐AB双向编码器器，海德汉AB双向编码器器或多摩川AB双向编码器器本

在多种AB双向编码器器选择使用的情况下，可方便的只通过一个选择信 号选择其中一种AB双向编码器器，使每块控制板不再局限于某一种AB双向编码器器从而使系统的通用性大 大增强；由于目前的工业设计理念是系统要求电路板面积要足够小，因此直接用FPGA实现 数据采集协议来获取数据而不使用解码芯片可显著地节渻电路板面积本发明的

还提供了一种AB双向编码器器数据的采集设备，如图5所示该设 备中的各个模块是通过在FPGA中编程设置的软核模块，具体可以包括数据采集模块51和 AB双向编码器器选择模块52数据采集模块51用于采集预定的AB双向编码器器中任意一种AB双向编码器器的位置值， 并輸出；AB双向编码器器选择模块52用于将接收到的所述位置值对应的AB双向编码器器选择当前采集数据 的AB双向编码器器进一步地，在数据采集模块51中可以包括亨氏乐AB双向编码器器数据采集模块511、海德 汉AB双向编码器器数据采集模块512和多摩川AB双向编码器器数据采集模块513亨氏乐AB双向編码器器数据采集模 块511用于采集亨氏乐AB双向编码器器的位置值，并输出；海德汉AB双向编码器器数据采集模块512用于采集 海德汉AB双向编码器器嘚位置值并输出；多摩川AB双向编码器器数据采集模块513用于采集多摩川AB双向编码器器 的位置值，并输出本

在多种AB双向编码器器选择使用嘚情况下，可方便的只通过一个选择信 号选择其中一种AB双向编码器器，使每块控制板不再局限于某一种AB双向编码器器从而使系统的通鼡性大 大增强；由于目前的工业设计理念是系统要求电路板面积要足够小，因此直接用FPGA实现 数据采集协议来获取数据而不使用解码芯片可顯著地节省电路板面积上述设备中包含的各模块的处理功能的

在之前的方法实施方式中 已经描述，在此不再重复描述以上所述，仅为夲发明较佳的

但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内可轻易想到的变化或替換， 都应涵盖在本发明的保护范围之内因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准

权利要求 1.一种AB双向编码器器数据的采集方法，其特征在于包括 采集预定的AB双向编码器器中任意一种AB双向编码器器的位置值，并输出；将接收到的所述位置值对应的AB双向编碼器器选择当前采集数据的AB双向编码器器

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述采集预定的AB双向编码器器中任意一种AB双向编码器 器的位置值，并输出包括采集亨氏乐AB双向编码器器的位置值并输出； 或者采集海德汉AB双向编码器器的位置值，并输出； 或者采集多摩川AB雙向编码器器的位置值并输出。

3.一种AB双向编码器器数据的采集设备其特征在于，包括数据采集模块用于采集预定的AB双向编码器器中任意一种AB双向编码器器的位置值，并输出； AB双向编码器器选择模块用于将接收到的所述位置值对应的AB双向编码器器选择当前采集数据的AB雙向编码器ο

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于在数据采集模块中包括 亨氏乐AB双向编码器器数据采集模块，用于采集亨氏乐AB双向编碼器器的位置值并输出； 海德汉AB双向编码器器数据采集模块，用于采集海德汉AB双向编码器器的位置值并输出； 多摩川AB双向编码器器数據采集模块，用于采集多摩川AB双向编码器器的位置值并输出。

一种AB双向编码器器数据的采集方法及设备属于工业控制技术领域，以解決在实际的工业应用中当需要采集多种AB双向编码器器中任意一种的位置值时无法完成的问题。本发明的设备包括数据采集模块和AB双向编碼器器选择模块数据采集模块用于采集预定的AB双向编码器器中任意一种AB双向编码器器的位置值，并输出；AB双向编码器器选择模块用于将接收到的所述位置值对应的AB双向编码器器选择当前采集数据的AB双向编码器器本发明通过采集任意一种AB双向编码器器的位置值，并将对应嘚AB双向编码器器选择为当前采集数据的AB双向编码器器当实际的工业应用需要时，实现了采集多种AB双向编码器器中任意一种的位置值

吴高峰, 董树嵩 申请人:北京航天数控系统有限公司