专利名称：光学式旋转编码器的计算机自动检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对光学式旋转编码器的输出信号自动采集、整理、分析、计算和输出检测结果的自动检测装置，具体涉及光学式旋转编码器输出信号输入计算机的接口硬件的一种逻辑模块电路的设计及其相应的计算机程序设计。适用于对各类光学式旋转编码器的质量作自动检测和定量分析。
迄今为止，国内外有关生产厂家对光学式旋转编码器的质量检测，一般均采用示波器等通用检测仪器，直观地观察和分析检测信号的波形并将一个检测周期中的周期和占空比(一个波形周期内高电平宽度与波形周期之比)与理论标准值的正负误差值作为评定质量的指标。这种定性检测方式不仅检测速度慢、精度低、无定量，而且不能反映编码器的周期误差分布及A、B信号的相位误差分布，难以掌握编码器的质量全貌，因而难以满足用户对编码器不同需要的质量选择。
本发明的目的是提供一种计算机接口硬件及相应的控制程序软件，将光学式旋转编码器输出信号A、B、Z整理成Qj(j＝1.2.3.4)输入给计算机进行计数、分析、计算等处理后，得到A、B信号的周期、占空比和相位等的定量值，进而可得到这些指标的均值、方差等统计分析指标，最后或在计算机屏幕或用打印机反映检测结果，还可以通过绘图仪给出上述指标的圆周误差分布。从而为编码器生产厂家改进产品检测手段，加快检测速度，提高检测精度，改善产品质量提供条件，为使用单位估计误差分布提供比较全面的参考依据。
本发明是这样实现的，将光学式旋转编码器输出的A、B、Z三组检测信号经整理电路处理成计数信号和周期控制信号，计数信号输送给计数电路累计计数并同时将计数信号和周期控制信号输送给采样就绪电路，处理成采样就绪信号，计算机中的总线控制电路在接受上述电路输送来的周期控制信号、采样就绪信号和累计数值信号后，根据计算机程序软件指令向上述各电路反馈控制信号并对有关数值进行数据采样处理、显示或输出检测结果。
图1是本发明的电路结构框图;图2是本发明的信号处理时序示意图;图3是检测信号整理电路的部分电路图;图4是采样就绪电路局部结构图;图5是计数电路局部结构图;图6是计算机程序框图。
以下将结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1和图6所示，本发明是由检测信号整理电路ZC、计数电路CC、采样控制电路RC和微型计算机中的总线控制模块电路EC组成的硬件系统与控制和协调上述电路间的信号传递、反馈及相应数据处理、计算的计算机软件系统所组成。被检测的光学式旋转编码器的输出信号A、B、Z通过检测信号整理电路ZC处理成计数信号Qj、周期控制信号Z1、Z1和申请信号DR0分别输送给计数电路CC、采样就绪电路RC和计算机总线控制电路EC;计数电路CC将计数信号Qj的累计数值输送给计算机总线控制电路EC;采样控制电路RC将计数信号Qj和周期控制信号Z1，Z1合并处理成就绪信号Ready输送给计算机总线控制电路EC;计算机总线控制电路EC在相应的计算机程序软件系统的支持下，根据上述各电路输送来的信号，反馈相应的控制信号R、K、Back和IORN并通过计算机的运算器对有关数据进行运算处理。计算机总线控制电路通过NNN口读入计数电路CC所记录的数值，通过CIN2口读入就绪信号Ready、周期控制信号Z1和申请信号DR0，并通过COUT口发出R、K和Back控制信号。NNN口的地址为304H，CIN2口为303H，以保证在采样计数时不必为同时读入就绪信号Ready和计数数据而改变口地址，只要把这两个信号合成一个十六位信号，就可把CIN2地址口的内容放在十六位寄存器中的低八位，NNN口地址的内容放在高八位。总线控制电路EC发出的IORN信号，使NNN口每读入一次数就下跳一个脉冲，以示计算机已读过该数。上述各信号的时序关系可参见图2。
检测信号整理电路ZC由逻辑电路ZC1和整理电路ZC2组成。逻辑电路ZC1将检测信号A、B根据逻辑关系A.B＝Q A.B＝Q A.B＝Q和A.B＝Q处理成计数信号Qj。整理电路ZC2将检测信号A、Z处理成周期控制信号Z1、Z1和申请信号DR0，如图2、图3所示，当计算机总线控制电路EC在计算机程序控制下发出控制信号R输入ZC2，使其初始化，然后等待K信号来启动，并用K信号来后的第一个Z信号的上升沿向计算机发出申请信号DR0，计算机接受申请就发回控制信号Back，ZC2利用该信号来后的第一个Z信号的上升沿打开周期控制信号Z1、Z1，然后用第二个Z信号上升沿来后的第一个A信号的下降沿结束周期控制信号Z1、Z1，计算机则在周期控制信号Z1、Z1的生成期内完成对Qj的计数和采集。必须说明的是，周期控制信号Z1、Z1由第二的Z信号上升沿来后的第一个A信号下降沿结束，是因为最后一个B信号的周期值要用到下一个检测周期的Q1信号的宽度，即下一计数周期的第一个N1计的数，根据采样控制电路RC的电路结构，为读到该N1的值，必须使用下一计数周期的第一个就绪信号Ready，因此，一个检测周期内为检测到最后一个B信号，需要下一个计数周期的计数信号Q2，而Q2信号的完成正好与A信号的下降沿对齐。
如图4所示，采样控制电路RC是在周期控制信号Z1、Z1生成期内把Qj的每一个上升沿触发为就绪信号Ready，当计算机采样时发出IORN信号使其为零。
如图5所示，计数电路CC由四个八位计数器N1、N2、N3和N4组成，分别对应于四组计数信号Q1、Q2、Q3、Q4，由Qj的高电平触发计数，计数值通过总线控制电路EC读入计算机进行数据处理。
权利要求
1.一种光学式旋转编码器的计算机自动检测装置，其特征在于由检测信号整理电路ZC、计数电路CC、采样就绪电路RC和微型计算机的总线控制模块电路EC组成的硬件系统与控制和协调上述电路间信号传递、反馈及相应数据处理、计算的计算机软件系统所组成。
2.根据权项1所述的装置，其特征在于被检测的光学式旋转编码器的输出信号A、B、Z通过检测信号整理电路ZC处理成计数信号Qj、周期控制信号Z1、Z1和申请信号DR0分别输送给计数电路CC、采样控制电路RC和计算机总线控制电路EC;计数电路CC将计数信号Qj的累计数值输送给计算机总线控制电路EC，采样控制电路RC将计数信号Qj和周期控制信号Z1、Z1合并处理成就绪信号Ready输送给计算机总线控制电路EC;计算机总线控制电路EC在相应的软件系统的支持下根据上述各电路输送来的信号反馈相应的控制信号R、K、Back和IORN并通过计算机的运算器对有关数据进行运算。
全文摘要
本发明涉及光学式旋转编码器输出信号输入计算机的接口硬件的一种逻辑模块电路的设计及其相应的程序设计。通过接口硬件将编码器的输出信号输入计算机，并在相应程序控制下对信号作自动采集、整理、分析、计算和输出检测结果。它是由检测信号整理电路、计数电路、采样就绪电路和计算机的总线控制电路组成的硬件接口系统和协调上述电路间信号传递反馈及相应数据处理、计算的软件系统组成。
文档编号H03M11/26GK1061687SQ9010298
公开日1992年6月3日 申请日期1990年11月23日 优先权日1990年11月23日
发明者林友德, 郭亨孔, 李培华 申请人:上海工业大学