基于光电码盘传感器的位置检测控制电路设计

通过基于光电编码器的数字电路实现直线位移高精度测量的一种方法王锋山东电力建设第二工程公司电仪工程处摘要:本文主要介绍了用光电编码器实现大直线位移高精度测量的一种方法。

主要是通过数字电路实现。

数字电路首先对光电编码器输出信号进行辨向，通过符号及加减控制电路实现对计数器的控制，倍频电路对光电编码器的输出信号进行倍频，起到提高测量的精度和消除信号抖动作用，倍频后的的信号输入计数器计数，并通过LED显示器显示测量结果。

关键词：直线位移，光电编码器，数字电路1、光电编码器在位移测量中的应用原理光电编码器是一种高精度的角位移传感器。

因其具有直接输出数字量、响应快、精度高、抗干扰能力强、分辨率高、输出稳定等特点。

用光电编码器测量直线位移时，需用传动机构将直线位移转换为光电编码器的转动角度。

设当被测物体上升时，光电编码器正转，此时A相超前B相1／4个周期；当被测物体下降时，光电编码器反转，A相落后B相1／4个周期，如图1所示.图1 光电编码器输出波形若被测物体停在某一位置时，位移为零。

以此为基准，被测物体上升时，位移增加；下降时，位移减小。

当位移减少到零而被测物体再继续下降时，位移变为负且数值增加；当被测物体再上升时，位移减小但仍为负.当位移减到零后,，位移变为正.可见位移测量不仅要知道位移的大小，还要知道位移的正负。

因此，利用光电编码器测直线位移时，符号判别及加减运算判别是关键。

在使用光电编码器时,符号的判断和加减运算的判别,既可以通过数字电路来实现,也可以通过当今流行的单片机来实现.这里介绍了通过数字电路实现增量式编码器测位移的方法.2、数字电路的原理数字电路主要包括以下几部分：编码器输出的相位相差900的信号经过细分倍频电路一方面可以提高测量的精度，如果编码器一圈输出N个脉冲，其分辨率3600/N，经过四倍频细分后即可达到3600/4N。

另一方面可起到消除信号抖动的作用。

细分后信号一路形成计数信号接入计数器，另一信号警方向判别控制电路，形成方向和加减信号，接入计数器，计数结果及正负经驱动电路由LED 显示。

一种光电探测器电路的设计胡红光(中国兵器工业第214研究所,安徽蚌埠233042)【摘要】简介一种以锗雪崩光电二极管(APD)为光电转换器件的探测器电路的工作原理,详细介绍电路各组成部分的设计要求和设计要点。

该电路可用于光学测距和微弱光的探测装置。

【关键词】光电探测器;光电转换;电路;放大;设计概述光电探测器电路用于对光电转换器件输出的微弱电压或电流信号进行放大、处理和整形输出。

对于不同探测用途而采用的光电转换器件不同,与之配合使用的光电探测器电路性能也因此而不同。

通常光电器件的用途主要有两种:一种是用来探测光的存在以及测量光的强弱,称之为辐射探测器,主要考虑的是器件探测微弱光的能力;另一种是用来进行光电转换的,考虑的是器件的光电转换效能。

这里介绍探测器电路与锗雪崩光电二极管(ABD)配合使用。

该探测器用来接收一定波长的光脉冲信号,经电路处理后,形成测量时间间隔的电脉冲信号,主要用于激光测距装置。

在保证被测目标物体距离范围时,要求光电器件有宽的动态响应范围。

1　电路工作原理该探测器将入射的光脉冲信号经雪崩光电二极管转变成微弱的电流信号,再经过取样放大、处理和整形后输出电脉冲信号。

原理框图如图1所示。

该探测器电路的放大电路为小信号、窄脉冲放大器。

为便于各级放大器间的电平匹配,避免工作点的漂移,各级放大电路间采用电容器交流耦合方式。

为了保证该探测器电路能测量较大范围距离的目标,减小固体障碍物如尘埃等颗粒对激光的漫反射而造成误测的可能性,该电路设计中增加了增益控制电路。

当被测目标较近时,入射到光电管的光信号强,这时可控制探测器增益变小;反之,可控制其增益变大。

其输入控制信号为TCA,该控制信号为电平信号,输入范围为0～Vccl。

由于雪崩光电二极管、晶体管和阻容固有的噪声经过放大后,会对电路的输出造成误动作,因此在放大电路的未端设计了门槛电路,用以将噪声滤掉。

为了避免供电电源尖峰脉冲电流对光电信号检测带来误差,电源输入端采用LC滤波,能有效抑制尖峰脉冲电流的干扰。

利⽤光电编码器和PLC⾼速计数器进⾏定位控制利⽤光电编码器和PLC⾼速计数器进⾏定位控制在往返式传动控制系统中，很多时候都会涉及到多点定位问题。

即要求在不同的定位点启动不同的机械动作。

但由于机械惯性的作⽤，常常会给系统带来定点误差。

本系统以龙门刨床的机械传动为例，采⽤plc作为控制器，通过变频器调节速度，利⽤光电编码器和plc⾼速计数器进⾏定位控制，从⽽实现精确定位。

变频器；plc；⾼速计数器；光电编码器1 龙门刨床的机械传动控制要求图1所⽰的龙门刨床的机械传动⽰意图。

传动系统从原点启动，中速⾏驶到1000mm，开始⾼速⾏驶，⾼速⾏驶到3000mm，开始低速爬⾏，低速爬⾏到终点（3200mm）停车。

停顿2s。

反向⾼速⾏驶，⾼速⾏驶到距原点200mm处开始低速爬⾏。

到达原点停车，停顿2s后重新开始往返。

在原点和终点低速爬⾏的⽬的是为了避免系统惯性带来的定点误差，做到原点和终点的精确定位停车。

2 龙门刨床机械传动的plc控制系统硬件设计2.1 系统对变频器的控制要求变频器的正反转由继电器k1、k2控制，速度的切换由继电器k3、k4完成。

变频器故障报警输出触点（30a、30c触点）⽤于⽴即停⽌⾼速计数器运⾏，并由指⽰灯hr指⽰。

变频器具有多段速度设定功能，当k3、k4两个继电器触点都断开时，⾼速⾏驶（第⼀速度）；k3闭合，k4断开时，中速⾏驶（第⼆速度）；k3断开，k4闭合时，低速⾏驶（第三速度）；k3、k4都闭合时，⼿动调节⾏驶（第四速度）。

旋钮sf⽤于⼿动/⾃动切换，并⽤指⽰灯hg1表⽰⾃动状态。

⼿动时，能够通过按钮sa1（电机正转）和sa2（电机反转）⼿动调节传动系统的位置。

按钮sa⽤于传动系统在⾃动状态下的启动/停⽌控制。

采⽤“⼀键开关机”⽅式实现启动/停⽌控制，⽤指⽰灯hg2表⽰启动状态。

⾏程开关sq⽤于⾃动启动时，确定传动系统在原点位置，⾃动停⽌时，传动系统必须返回原点。

⾏程开关sq1、sq2⽤于传动系统的两端限位，确保传动系统不能脱离设备。

基于单片机的光电编码器位置检测系统设计代杰;樊瑜瑾;张学丽;孙宏德【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(19)1【摘要】In order to real time monitoring of the running state of mechanical equipment, a photoelectric encoder position measuring system based on single-chip is designed. To achive highest counting resolution and faster counting speed, the system use AVR single-chip to accomplish the phase detection and quadruple frequency in the front-end circuit, use the 16-bit counter T2 of MCS - 52 single-chip to count. Meanwhile, the position data is being sent to the upper PC through the serial port of MCS-52 single-chip. Use VB6.0 software to devise the monitoring interface that can dynamically display the position data of encoder. The design is very simple, and has high measuring accuracy, fast speed, which achieve150KHz, and is suitable for the situation of position and angle measurment.%为了实现对机床设备运行状态的实时监测,设计了一种基于单片机的光电编码器位置检测系统;系统采用高性能的AVR单片机对编码器的两相位置信号进行鉴相及四倍频处理,然后通过MCS-52单片机的T2计数器进行硬件计数,同时使用MCS-52单片机的串行端口将位置数据传送至上位PC机中;采用VB6.0软件设计上位机的监控界面,实时动态显示各种编码器的位置数据;试运行结果表明,该设计不仪电路简单,且计数精度高、响应速度快,达到150kHz,适用于各种位置及角度检测场合.【总页数】3页(P17-19)【作者】代杰;樊瑜瑾;张学丽;孙宏德【作者单位】昆明理工大学,机电工程学院,云南,昆明,650093;昆明理工大学,机电工程学院,云南,昆明,650093;云南科技信息职业学院,云南,昆明,650224;昆明昆开专用数控设备有限责任公司,云南,昆明,650106【正文语种】中文【中图分类】TP274【相关文献】1.位置检测装置--光电编码器 [J], 付旭东;付瀛;徐冰2.基于AVR单片机的光电编码器定长系统设计 [J], 陈立兵;樊瑜瑾;代杰;郭波江;孙宏德3.一种光电编码器位置检测系统研究与应用 [J], 李红果4.基于单片机的引俄雷达光电编码器试验检测平台设计 [J], 柳颖5.基于SOC单片机的高集成度光电编码器电路设计 [J], 黎梦泽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

光电编码器作为位置传感器的作用原理光电编码器作为位置传感器的作用1. 介绍光电编码器是一种常用于测量物体位置的传感器。

它通过光电效应来检测光源与接收器之间的光变化，并将这些变化转化为数字信号，从而实现对物体位置的准确测量。

2. 光电编码器的原理光电编码器主要由三部分组成：发光二极管（LED）、光敏二极管（PSD）和编码盘。

其中，发光二极管发射光线照射到编码盘上，光线经过编码盘被反射或透过，最终被光敏二极管接收。

发光二极管发光二极管是光电编码器的光源，它经过电流驱动后会发射出明亮的光线。

在光线照射到编码盘上时，会被不同的编码结构所反射或透射。

编码盘编码盘是光电编码器的核心部件，它被设计成具有特定的编码结构。

常见的编码结构包括光栅、光轮和条纹等。

当光线照射到编码盘上时，根据编码结构的不同，光线可能会被反射或透过。

光敏二极管光敏二极管是光电编码器的接收器，它负责接收光线经过编码盘后的变化。

根据光线的强弱变化，光敏二极管会产生相应的电流信号。

3. 光电编码器的工作原理光电编码器的工作原理是通过检测光线经过编码盘后的变化来确定物体的位置。

具体步骤如下：发光二极管发射光线当光电编码器工作时，发光二极管会发射出光线。

光线照射到编码盘上后，根据编码结构的不同，光线可能被反射或透过。

光线经过编码盘后的变化光线经过编码盘后，编码盘上的结构会对光线产生作用。

对于反射型编码盘，光线会被反射到光敏二极管上；对于透明型编码盘，光线会透射到光敏二极管上。

光敏二极管接收光线并产生信号光敏二极管根据接收到的光线强弱变化，会产生相应的电流信号。

信号的强弱与光线经过编码盘的结构、编码盘的速度以及光线的强弱等因素有关。

将信号转化为位置信息通过测量信号的变化，可以计算出物体相对于光电编码器的位置。

根据不同的编码结构和测量方法，可以实现不同精度的位置测量。

4. 应用领域光电编码器作为位置传感器在许多领域都有广泛的应用。

例如：•机械制造：用于测量机床、机器人和自动化设备等的位置信息，实现精确定位和控制；•电子设备：用于调节电子设备的位置，例如光驱、打印机和扫描仪等；•运动控制：用于测量运动设备的位置，例如直线推进器和步进电机等。

光电编码器作为位置传感器的作用原理(一)光电编码器作为位置传感器的作用1. 介绍光电编码器光电编码器是一种常用的位置传感器，用于测量物体的位置和运动，它通过光学和电子技术实现对位置的准确检测。

光电编码器由光电传感器和信号处理器组成，能够将运动物体的位置信息转化为电信号，供控制系统使用。

2. 光电编码器的原理光电编码器的工作原理基于光电效应和编码原理。

它利用光电传感器接收到的光信号来测量物体的位置。

光电效应光电效应是指光线照射到物质表面时，光的能量转化为电子的能量的现象。

光电传感器中常用的光电效应有光电发射效应和光电导效应。

编码原理光电编码器利用光栅或光轮等编码结构，将运动物体的位移转换为特定的光信号序列。

常见的编码结构有增量式编码器和绝对式编码器。

增量式编码器增量式编码器通过光栅或光轮上的刻线，将一圈的运动分成多个小的步进。

光电传感器检测到光栅或光轮上的刻线变化，就能够获得物体运动的位移和方向信息。

增量式编码器的优点是简单、成本低，而缺点是不能直接获得物体的绝对位置。

绝对式编码器绝对式编码器通过光栅或光轮上的特殊编码结构，能够直接读取物体的绝对位置信息。

光电传感器检测到刻线时，通过特定的编码规则，可以生成唯一的二进制码或灰码，表示物体的位置。

绝对式编码器的优点是可以直接获得物体的绝对位置，具有较高的定位精度。

3. 光电编码器的应用光电编码器广泛应用于机器人、数控机床、自动化系统等领域，用于测量和控制运动物体的位置。

位置测量光电编码器能够精确测量物体的位置和位移，提供给控制系统进行位置反馈和控制。

在机器人领域，光电编码器可以用于测量机械臂的关节角度，实现精确的定位和运动控制。

倾斜检测光电编码器还可以用于检测物体的倾斜角度。

通过安装在物体上的倾斜传感器，结合光电编码器测量的位置信息，可以计算出物体的倾斜角度，并进行相应的控制。

光电编码器能够根据刻线的变化速度来测量物体的运动速度，从而实现对运动物体的速度控制。

河南理工大学毕业设计（论文）题目基于光电增量式旋转编码器的四倍频检测电路设计姓名qq764604355学院计算机科学与技术学院专业通信工程班级07-4学号3107090204xx日期2011.3—2011.6指导教师李x摘要随着科学技术的飞速发展，光电编码器已被广泛应用于各种位置伺服控制系统当中，用来检测机械运动的位移、速度以及加速度等信息。

常见的光电编码器有绝对位置式和增量式两种。

光电增量式旋转编码器，通过检测转轴转过的角度，直接将位移信号转换成数字信号。

本文在原有输出低精度波形的基础上，进行四倍频电路的设计，在不增加硬件投入的前提下，提高精度和准确度，使此电路适合于位移检测精度较高的场合。

它主要包括判向电路和四倍频电路。

本文简要介绍了编码器的分类和原理，介绍了单稳态触发器SN74174N的特性及其功能，详细介绍了光电式旋转编码器的工作原理和功能，设计了四倍频检测电路，并采用Multisim对电路进行了仿真。

实验证明本系统稳定可靠，具有很大的实用价值。

关键词：光电编码器四倍频电路Multisim 数字电路仿真ABSTRACTAlong with the rapid development of science and technology, photoelectric encoder has been widely applied in position servo control system by all means and used to detect mechanical motion of displacement, velocity and acceleration and so on.There two kinds of photoelectric encoder we use the most is absolute position photoelectric encoder and incremental type.Photoelectric incremental revolving encoder displacement signal converted into digital signals by detecting the angle of shaft turned. This paper based on the original low precision output waveform then design frequency circuit of four times. Without any increase input in hardware and improving precision and accuracy, make this circuit be suitable for displacement detection precision occasion. It mainly includes circuit of four times and frequency circuit.This paper briefly introduces the principle, the classification and encoder .Then introduced the characteristics of single state flip-flop SN74174N and its function, introduces photoelectric revolving encoder。

基于光电码盘传感器的位置检测控制电路设计
赵建周;赵爱玲
【期刊名称】《电气自动化》
【年(卷),期】2006(028)002
【摘要】介绍一种由光电码盘做传感器的位置检测、控制电路的设计.针对光电码盘输出的三路信号A、B和Z脉冲,设计了脉冲整形、判向专门电路和清零电路,并用双向可逆计数器准确记录了与码盘关联的电机轴的位置.输出控制的对象为速度单元或变频调速系统.
【总页数】4页(P75-77,79)
【作者】赵建周;赵爱玲
【作者单位】安阳工学院,河南,安阳,455000;安阳工学院,河南,安阳,455000
【正文语种】中文
【中图分类】TM930.111
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1.基于STM32的发动机曲轴位置传感器的电路设计 [J], 司爱国;李辉;路斌;曹永娣
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3.无位置传感器无刷直流电动机位置检测电路设计 [J], 顾卫钢;林明耀;李强;张蔚
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5.基于差分输入的磁电式曲轴位置传感器信号调理电路设计 [J], 林霄;张瑞宾
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氧含量传感器测控电路的设计
梁向锋;陈旭;孙长库
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2008(31)10
【摘要】分析了氧化锆传感器测氧原理,给出了传感器能斯特仪表化方程。

基于MSP430单片机设计了传感器热电偶测温补偿电路、加热温度控制电路及氧含量检测电路。

将PI控制和模糊控制结合,采用温度模糊-PI分段控制算法,提高了传感器的控温精度和稳定性。

进行了传感器温度控制实验,传感器温度可长期稳定在750±1℃范围内。

【总页数】5页(P4-7)
【关键词】氧含量传感器;测控电路;模糊控制;PI控制
【作者】梁向锋;陈旭;孙长库
【作者单位】天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TP212
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生
5.传感器电路第一篇传感器电路的设计技术第二章 A/D转换电路的基础与应用[J], 刘振英
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光电编码器原理及应用电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：光电编码器原理及应用电路1.光电编码器原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90度的脉冲信号。

图1 光电编码器原理示意图根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90度的脉冲信号，Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。

这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。

显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。

基于光电编码的位置测量系统设计与实现概述位置测量系统在现代工业生产和科研领域起着重要作用。

其中，基于光电编码的位置测量系统以其高精度、高稳定性和快速响应的特点被广泛应用。

本文将介绍基于光电编码的位置测量系统的设计与实现，探讨其原理、构成和应用领域。

一、原理基于光电编码的位置测量系统主要基于光电传感器和编码器的原理。

光电传感器利用光的物理特性将光信号转换为电信号，编码器能够通过编码来确定位置。

在测量系统中，光电传感器接收被测量对象反射的光信号，并将其转换为相应的电信号。

编码器根据这些电信号，通过解码获得位置信息。

这种测量系统的精度主要取决于光电传感器和编码器的性能。

二、构成基于光电编码的位置测量系统主要由光电传感器、光源、编码器和信号处理模块组成。

光电传感器负责接收光信号，光源提供光源信号，编码器根据接收的光信号进行编码，信号处理模块用于解码并输出位置信号。

具体构成如下：1.光电传感器光电传感器一般采用光电二极管、光电三极管或光敏电阻等器件。

它们能够对光信号的强度或光线的变化进行检测，并将其转换为相应的电信号。

光电传感器的选用应根据测量对象的特点和要求进行。

2.光源光源一般采用发光二极管（LED）或激光二极管（LD）。

光源的发光稳定性和光束的方向性对测量系统的精度有很大影响。

因此，在选择光源时应考虑其光束的稳定性和方向性，以及能否满足测量系统的要求。

3.编码器编码器是位置测量系统的核心部件，它能够将光信号转换为相应的编码信号。

编码器一般包括读取头和编码盘两部分。

读取头位于光电传感器上方，用于接收光信号，而编码盘位于被测量对象上方，用于反射光信号。

编码盘上通常有很多透明或不透明的分隔带，编码器通过对这些分隔带的读取，可以确定位置信息。

4.信号处理模块信号处理模块用于接收、处理和解码光信号。

它可以对接收到的光信号进行滤波、放大、数字化等操作，并将解码后的信号转换为位置信号。

信号处理模块的设计与实现需要根据具体系统要求进行。

项目三位移检测教学目的：1、能认识、了解检测位移量的传感器器件，了解它们的主要特点和性能。

2、能了解绝对式和增量式光电编码器的基本知识。

3、会用光电编码器测量位移。

4、能了解光栅传感器的组成和结构。

5、能理解莫尔条纹测量位移的原理。

6、能了解磁栅传感器的组成和特点。

了解磁栅、磁头的结构和工作原理。

7、能理解自感式电感传感器和差动变压器的工作原理、测量电路及应用电路。

课型：新授课课时：3个任务，安排6个课时。

教学重点：认识光电编码器和码盘的外形，增量式编码器的结构和组成，增量式编码器的工作原理；绝对式编码器的结构和工作原理；光栅传感器的外形与结构；莫尔条纹的形成及特性；光栅传感器的组成；磁栅传感器的外形；磁栅传感器的组成和测量原理。

教学难点：增量式编码器的结构和组成；绝对式编码器的结构和工作原理；莫尔条纹的形成及特性；光栅传感器的组成；光栅传感器的测量电路；磁栅传感器的组成和测量原理；自感式电感传感器；互感式电感传感器；差动变压器的工作原理；零点残余电压产生的原因和消除；差动变压器的测量电路。

教学过程：1.教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。

2.教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。

教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。

作业处理：完成项目后的思考题。

板书设计：基本知识汇总任务一数控机床的位移检测（光电编码器）数控机床是机电一体化的典型产品，它是机、电、气、液、光等多学科的综合，技术涉及机械制造、传感器、信息处理、计算机、自动控制、伺服驱动等多个领域。

其中传感器在数控机床中具有重要地位，它监视和测量着数控机床工作过程的每一步。

数控机床中很重要的一个指标是进给运动的位置定位和重复定位误差。

要提高位置控制精度就必须采用高精度的位移检测装置。

位移检测的对象有工作台的直线位移及回转工作台的角位移等，与此相对应有直线式和旋转式检测装置。

光电编码器可直接用于旋转式测角位移和通过角位移与直线位移之间的线性关系间接测出工作台的直线位移。

基于MSP430F149单片机的光电编码器位置检测系统设计在实际的工业位置控制领域中，为了提高控制精度，准确地对控制对象进行检测是十分重要的。

传统的机械测量位移装置已远远不能满足现代生产的需要，而数字式传感器光电编码器,能将角位移量转换为与之对应的电脉冲输出,主要用于机械位置和旋转速度的检测，具有精度高，体积小等特点，因此决定采用光电编码器进行位移检测。

美国TI 公司推出的MSP430 系列16 位单片机，具有低功耗，运行速度快等优点，正日益得到广泛的应用。

本文将高精度MSP430 单片机应用在系统中，作为整个系统的控制器，整个系统结构简单，抗干扰性强,满足了钢铁厂的生产要求。

1、光电编码器原理光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，其基本原理就是在特制的码盘上按一定规律编排光栅图案，将这些图案用光电头读取，转变为高低有序排列的电平信号。

光电编码器输出信号为A , B , Z 3 个信号,其中A , B 为相位差90°的方波信号, Z 为过零脉冲信号。

如图1 所示，光电编码器每旋转一周,A、B 相输出同样数量的脉冲, Z 相输出一个脉冲，脉冲的个数和电机旋转角度，电机的运行距离成正比关系，因此通过计算脉冲数就能计算出电机在实际运行中所运行的距离。

A 相、B 相都是光电编码器产生的，这两个信号的前沿和后沿都对应着光电码盘的1/4 节距的信息。

因此在实际中为了提高光电编码器的定位精度通常采用四倍频方法进行处理。

鉴相就是通过分析图1 的A 相，B 相信号，得出电机的旋转方向。

如果A 相脉冲超前B 相90，说明电机正转，如果B 相脉冲超前A 相脉冲90，说明电机反转。

本系统设计了一种四倍频电路，其原理图如图2 所示，相应的时序图如图3 所示。

由时序图3 可以看出，A 和B 信号经四倍频电路后，输出信号为XA，XB 两个信号，在同一时刻，XA，XB 只有一。