双余度电路和编码器的制作方法

本实用新型涉及编码器技术领域，尤其是涉及双余度电路和编码器。

背景技术：

目前，通过设置在码盘上的芯片采集码盘数据，普通的编码器通常采用一个芯片采集数据，输出的稳定性低。一旦出现故障，则需要拆下来进行更换，从而浪费时间，用户体验差。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供双余度电路和编码器，可以提高输出的稳定性，以及提高用户体验。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种双余度电路，包括：数据采集芯片、单片机、外部存储器和半双工通讯芯片；

所述数据采集芯片，与所述单片机相连接，用于采集码盘数据，并将所述码盘数据发送给所述单片机；

所述单片机，与所述半双工通讯芯片相连接，用于将所述码盘数据进行处理，得到角度值，并将所述角度值通过所述半双工通讯芯片发送给用户端；

所述外部存储器，与所述数据采集芯片相连接，用于存储所述数据采集芯片的参数数据。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述数据采集芯片包括MU150芯片，所述MU150芯片的引脚1连接串行时钟引脚SCL，引脚2连接串行接口数据引脚SDA，引脚3与电容C1的一端相连接，引脚4与电容C1的另一端相连接，并接地；

引脚14连接电源电压VCC，所述电源电压VCC与电容C2的一端相连接，引脚13接地并与电容C2的另一端相连接，引脚11连接时钟MA，引脚9连接数据SLO。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述外部存储器包括24AA02芯片，所述24AA02芯片的引脚1连接串行时钟引脚SCL，所述串行时钟引脚SCL与电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端连接电源电压VCC，引脚2接地，引脚3连接串行接口数据引脚SDA，所述串行接口数据引脚SDA与电阻R3的一端相连接，所述电阻R3的另一端连接所述电源电压VCC；

引脚5接地，并与电容C6的一端相连接，引脚4连接所述电源电压VCC，并与所述电容C6的另一端相连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述单片机包括C8051F330芯片，所述C8051F330芯片的引脚1连接时钟MA，引脚2接地，并与电容C8的一端相连接，引脚3分别与所述电容C8的另一端和电源电压相连接，引脚20与电容C3的一端相连接，所述电容C3的另一端接地，引脚19连接数据SLO。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述半双工通讯芯片包括MAX485芯片，所述MAX485芯片的引脚2与引脚3均与RS485接口相连接，引脚1连接接收数据引脚RXD，引脚4连接发送数据引脚TXD，引脚8连接电源电压VCC，引脚5接地，引脚6和引脚7均与所述用户端相连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括：

第一电压转换芯片，用于将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述双余度编码器供电。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，第二电压转换芯片，用于将所述第二直流电压转换成第三直流电压，并为所述单片机供电。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，第一直流电压为直流电压10至直流电压30伏，所述第二直流电压为直流电压5伏，所述第三直流电压为直流电压3.3伏。

第二方面，本实用新型实施例还提供编码器，包括如上所述的双余度电路和码盘，多个所述双余度电路分别设置在所述码盘上。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述双余度电路的个数为两个。

本实用新型实施例提供了双余度电路和编码器，包括数据采集芯片、单片机、外部存储器和半双工通讯芯片，数据采集芯片用于采集码盘数据，并将码盘数据发送给单片机；单片机用于将码盘数据进行处理，得到角度值，并将角度值通过半双工通讯芯片发送给用户端；外部存储器用于存储数据采集芯片的参数数据，并且多个双余度电路分别设置在码盘上，从而可以提高输出的稳定性，以及提高用户体验。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的双余度电路示意图；

图2为本实用新型实施例提供的数据采集芯片结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的外部存储器结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的单片机结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的半双工通讯芯片结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第一电压转换芯片结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的第二电压转换芯片结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的编码器结构示意图。

图标：

10-数据采集芯片；20-单片机；30-半双工通讯芯片；40-外部存储器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

针对现有技术中普通的编码器通常采用一个芯片采集数据，输出的稳定性低。一旦出现故障，则需要拆下来进行更换，从而浪费时间，用户体验差。本实用新型实施例提供了双余度电路和编码器，包括数据采集芯片、单片机、外部存储器和半双工通讯芯片，数据采集芯片用于采集码盘数据，并将码盘数据发送给单片机；单片机用于将码盘数据进行处理，得到角度值，并将角度值通过半双工通讯芯片发送给用户端；外部存储器用于存储数据采集芯片的参数数据，并且多个双余度电路分别设置在码盘上，从而可以提高输出的稳定性，以及提高用户体验。

为便于对本实施例进行理解，下面对本实用新型实施例进行详细介绍。

图1为本实用新型实施例提供的双余度电路示意图。

参照图1，双余度电路包括数据采集芯片10、单片机20、外部存储器40和半双工通讯芯片30；

数据采集芯片10，与所述单片机20相连接，用于采集码盘数据，并将所述码盘数据发送给所述单片机20；

单片机20，与所述半双工通讯芯片30相连接，用于将所述码盘数据进行处理，得到角度值，并将所述角度值通过所述半双工通讯芯片30发送给用户端；

这里，角度值是以二进制码的形式通过半双工通讯芯片30发送给用户端。

其中，用户端可以为电脑或上位机。

单片机20输出预设的技术参数，预设的技术参数可以包括但不限于，具体为编码器的位数、输出形式、波特率和更新率等。

外部存储器40，与所述数据采集芯片10相连接，用于存储数据采集芯片10的参数数据。

这里，由于数据采集芯片10内部没有集成存储器，因此，需要外挂外部存储器40，通过外部存储器40存储数据采集芯片10的参数数据。

进一步的，具体可参照图2，数据采集芯片10包括MU150芯片，所述MU150芯片的引脚1连接串行时钟引脚SCL，引脚2连接串行接口数据引脚SDA，引脚3与电容C1的一端相连接，引脚4与电容C1的另一端相连接，并接地；

引脚14连接电源电压VCC，所述电源电压VCC与电容C2的一端相连接，引脚13接地并与电容C2的另一端相连接，引脚11连接时钟MA，引脚9连接数据SLO。

进一步的，具体可参照图3，外部存储器40包括24AA02芯片，所述24AA02芯片的引脚1连接串行时钟引脚SCL，所述串行时钟引脚SCL与电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端连接电源电压VCC，引脚2接地，引脚3连接串行接口数据引脚SDA，所述串行接口数据引脚SDA与电阻R3的一端相连接，所述电阻R3的另一端连接所述电源电压VCC；

引脚5接地，并与电容C6的一端相连接，引脚4连接所述电源电压VCC，并与所述电容C6的另一端相连接。

进一步的，具体可参照图4，单片机20包括C8051F330芯片，所述C8051F330芯片的引脚1连接时钟MA，引脚2接地，并与电容C8的一端相连接；

引脚3分别与所述电容C8的另一端和电源电压相连接；

引脚20与电容C3的一端相连接，所述电容C3的另一端接地，引脚19连接数据SLO。

进一步的，具体可参照图5，半双工通讯芯片30包括MAX485芯片，所述MAX485芯片的引脚2与引脚3均与RS485接口相连接，引脚1连接接收数据引脚RXD；

引脚4连接发送数据引脚TXD，引脚8连接电源电压VCC，引脚5接地，引脚6和引脚7均与所述用户端相连接。

其中，引脚6和引脚7均与用户端相连接用户端可以为上位机或电脑。

具体地，MU150芯片的串行时钟引脚SCL和串行接口数据引脚SDA与24AA02芯片的串行时钟引脚SCL和串行接口数据引脚SDA相连接。

MU150芯片的时钟MA和数据SLO与C8051F芯片的时钟MA和数据SLO相连接。

MU150芯片的电源电压VCC和MAX485芯片的电源电压VCC相连接，并且接地部分也相连接。

进一步的，还包括：

第一电压转换芯片，用于将第一直流电压转换成第二直流电压，并为所述双余度编码器供电。

这里，第一电压转换芯片可以为5430芯片，第一电压转换芯片的结构图具体可参照图6，如图6所示，5430芯片的引脚1与电容C5的一端相连接，电容C5的另一端分别与引脚8、二极管D1的阴极和电感L1的一端相连接，二极管D1的阳极接地，电感L1的另一端分别与电容C4的正极、电阻R1的一端和电源电压VCC相连接，电容C4的负极接地，电阻R1的一端连接电源电压VCC，电阻R1的另一端分别与电阻R4的一端和引脚4相连接，电阻R4的另一端接地。

引脚7分别与电容C7的一端和电源电压相连接，电容C7的另一端分别与引脚6和地相连接；

引脚5与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端连接电源电压。

进一步的，还包括：

第二电压转换芯片，用于将所述第二直流电压转换成第三直流电压，并为所述单片机供电。

这里，第二电压转换芯片包括CON3芯片，第二电压转换芯片的结构图具体可参照图7，如图7所示，CON3芯片的引脚1分别与地、电容C12的负极和电容C11的负极相连接，电容C12的正极与引脚2相连接，引脚2连接电源电压，引脚3分别与电源电压VCC和电容C11的正极相连接。

进一步的，第一直流电压为直流电压10至直流电压30伏，所述第二直流电压为直流电压5伏，所述第三直流电压为直流电压3.3伏。

图8为本实用新型实施例提供的编码器结构示意图。

参照图8，编码器包括多个双余度电路和码盘。多个双余度电路分别设置在码盘上。其中，设置在码盘上的双余度电路的个数为两个。

采用两个完全独立的双余度电路对码盘进行读数，且独立输出，可以提高输出的稳定性。

当其中一个出现故障时，可以使用另一个，不需要拆下来进行更换，从而提高用户体验，即节省用户的时间和减少用户的成本。

本实用新型实施例提供了双余度电路和编码器，包括数据采集芯片、单片机、外部存储器和半双工通讯芯片，数据采集芯片用于采集码盘数据，并将码盘数据发送给单片机；单片机用于将码盘数据进行处理，得到角度值，并将角度值通过半双工通讯芯片发送给用户端；外部存储器用于存储数据采集芯片的参数数据，并且多个双余度电路分别设置在码盘上，从而可以提高输出的稳定性，以及提高用户体验。

本实用新型实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。