EnDat2.2通讯协议接口的设计

新型传感器通信总线BiSS介绍编写：赵志方（禹衡光学有限公司）审校：Eduardo Yi Cheng （IC-HAUS）BiSS通信协议概述BiSS通信协议是一种全双工同步串行总线通信协议，专门为满足实时、双向、高速的传感器通信而设计，在硬件上兼容工业标准SSI(同步串行接口协议)总线协议。

其典型应用是在运动控制领域实现伺服驱动器与编码器通信。

BiSS由德国IC-HAUS公司开发，现已成为传感器通信协议的国际化标准。

BiSS通信协议目前的版本是BISS-C，应用BISS无需任何许可费用，BiSS协会会员还可以申请获得免费的IP核源代码和相关技术支持，维持BiSS协会会员资格无需缴纳任何费用，申请入会也是免费的。

编码器总线的现状和发展趋势传统的增量编码器采用正交编码输出角增量，其本质是信号变换器，编码器的正交编码是被测机械转角的线性变换。

这种编码器结构简单、技术成熟、应用广泛，其缺点有以下三个方面：其一，通信干扰容易造成后续电子设备获取到错误的角增量编码，通常的做法是将控制系统看成惯性系统，从而利用低通滤波器将速度突变或方向突变抑制掉。

但是工业现场环境复杂，各种干扰频域宽、强度高，总有部分干扰引入到反馈环节，从而降低控制的准确度和可靠性。

同时这种误差具有累加性，往往需要借助外部机构消除累加误差，从而导致系统复杂度提高。

其二，增量式编码器无法保存绝对位置信息。

采用增量式编码器的系统，系统上电后要有一个找“零”的工作过程。

对于很多应用场合，系统低速归零是一个无奈的做法，在找“零”过程中，如果零位信号受到干扰，则会引起较严重的问题，开发者要采取各种措施，保证归零可靠。

其三，对于伺服控制系统而言，方便的获取伺服电机的参数是伺服控制系统的需求。

将参数保存在电机中并通过某种接口与伺服控制系统通信，就成为直接的做法。

伺服控制系统与伺服电机的数据接口只有编码器，采用正交编码的增量式编码器显然不能满足这个需要。

随着现场总线技术发展，SOC片上系统逐渐普及，控制系统全数字化已成该领域的发展方向和研究热点。

EnDat接口编码器摘要：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。

关键词：EnDat编码器数据采集FPGA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、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。

图1EnDat接口编码器数据采集原理图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。

竭诚为您提供优质文档/双击可除endat,协议篇一：endat信号endat信号的前身是ssi信号，ssi全名同步串行信号，由两个差分全工Rs485接口组成，信号的基本协议是由控制器发送高频中断的周期性信号，在时钟的第一个下降沿下位传感器准备数据，在紧接着的时钟上升沿送出最高位数据，以后每次上升沿送出一位数据，从msb（最高有效位）致lsb （最低有效位）顺序发送。

当然，高位在前亦或是低位在前依各公司所定义有所不同，数据编码方式也各异，常用的有格雷编码、纯二进制编码、bcd编码等。

以上介绍的是ssi信号，通常ssi信号的频率低至90khz，高至1m，过低的时钟会被下位传感器误认为单稳时间而结束该次数据的传送，过高频率会引起来不及响应。

海德汉公司为了提高光栅尺、旋转编码器、角度编码器、伺服传感器等产品的高速响应能力，开发了endat信号。

endat信号在不断的设计改进中，时钟频率达到了16mhz（需得到单片机运算进行延时补偿），时钟线仍然是单向传输，但是数据线不再是单工工作，而是双向双工工作，在起始的两个时钟周期为test时间，用来计算延迟补偿，紧接着的六个时钟脉冲周期内，数据线上发送模式指令（endat信号附加了很多信息，可通过不同的模式指令进行读取），接着有错误位等特殊功能位（可上海德汉官方网站下载endat信号说明），接着便是发送的数据或状态，与ssi不同的是endat信号是海德汉定义的，所以一定是低位在前发送，并且以纯二进制编码，为了保证数据的可靠性，最后尚有cRc校验位。

下图即endat信号的示意图。

篇二：endat接口开发文章endat接口编码器数据采集设计方案谢礼忠约翰内斯·海德汉博士（中国）有限公司北京101312 摘要：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。

基于FPGA双路EnDat2.2编码器的接口设计
孙大海;艾华
【期刊名称】《液晶与显示》
【年(卷),期】2014(029)005
【摘要】在数控系统中EnDat2.2接口协议因其高速率、高智能和高可靠性而得到广泛应用.针对数控系统对EnDat2.2协议的接口系统的需要和替代厂家昂贵接口板卡,分析了Endat2.2通信协议,采用FPGA开发了双路独立EnDat2.2译码模块,并集成了CRC校验功能,设计了双路绝对式编码器的数据传输电路,并在LC181光栅尺上进行了应用和测试.测试结果显示该电路可以快速准确地传输数据,证明了该接口电路的可行性.
【总页数】6页(P745-750)
【作者】孙大海;艾华
【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100049;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033
【正文语种】中文
【中图分类】TP394.1;TH691.9
【相关文献】
1.基于FPGA的RCN223绝对式编码器通讯接口设计 [J], 夏加宽;李晓帆
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3.基于FPGA增量式编码器的接口设计与实现 [J], 郇宝贵;雷斌;王鹏
4.基于FPGA的光电编码器接口设计 [J], 张驰
5.基于FPGA和绝对式长度计的EnDat2.2通信接口设计 [J], 刘塔拉;贾建禄;吴庆林;
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新型传感器通信总线BiSS介绍编写：赵志方（禹衡光学有限公司）审校：Eduardo Yi Cheng （IC-HAUS）BiSS通信协议概述BiSS通信协议是一种全双工同步串行总线通信协议，专门为满足实时、双向、高速的传感器通信而设计，在硬件上兼容工业标准SSI(同步串行接口协议)总线协议。

其典型应用是在运动控制领域实现伺服驱动器与编码器通信。

BiSS由德国IC-HAUS公司开发，现已成为传感器通信协议的国际化标准。

BiSS通信协议目前的版本是BISS-C，应用BISS无需任何许可费用，BiSS协会会员还可以申请获得免费的IP核源代码和相关技术支持，维持BiSS协会会员资格无需缴纳任何费用，申请入会也是免费的。

编码器总线的现状和发展趋势传统的增量编码器采用正交编码输出角增量，其本质是信号变换器，编码器的正交编码是被测机械转角的线性变换。

这种编码器结构简单、技术成熟、应用广泛，其缺点有以下三个方面：其一，通信干扰容易造成后续电子设备获取到错误的角增量编码，通常的做法是将控制系统看成惯性系统，从而利用低通滤波器将速度突变或方向突变抑制掉。

但是工业现场环境复杂，各种干扰频域宽、强度高，总有部分干扰引入到反馈环节，从而降低控制的准确度和可靠性。

同时这种误差具有累加性，往往需要借助外部机构消除累加误差，从而导致系统复杂度提高。

其二，增量式编码器无法保存绝对位置信息。

采用增量式编码器的系统，系统上电后要有一个找“零”的工作过程。

对于很多应用场合，系统低速归零是一个无奈的做法，在找“零”过程中，如果零位信号受到干扰，则会引起较严重的问题，开发者要采取各种措施，保证归零可靠。

其三，对于伺服控制系统而言，方便的获取伺服电机的参数是伺服控制系统的需求。

将参数保存在电机中并通过某种接口与伺服控制系统通信，就成为直接的做法。

伺服控制系统与伺服电机的数据接口只有编码器，采用正交编码的增量式编码器显然不能满足这个需要。

随着现场总线技术发展，SOC片上系统逐渐普及，控制系统全数字化已成该领域的发展方向和研究热点。

endat,协议竭诚为您提供优质文档/双击可除endat,协议篇一：endat信号endat信号的前身是ssi信号，ssi全名同步串行信号，由两个差分全工Rs485接口组成，信号的基本协议是由控制器发送高频中断的周期性信号，在时钟的第一个下降沿下位传感器准备数据，在紧接着的时钟上升沿送出最高位数据，以后每次上升沿送出一位数据，从msb（最高有效位）致lsb （最低有效位）顺序发送。

当然，高位在前亦或是低位在前依各公司所定义有所不同，数据编码方式也各异，常用的有格雷编码、纯二进制编码、bcd编码等。

以上介绍的是ssi信号，通常ssi信号的频率低至90khz，高至1m，过低的时钟会被下位传感器误认为单稳时间而结束该次数据的传送，过高频率会引起来不及响应。

海德汉公司为了提高光栅尺、旋转编码器、角度编码器、伺服传感器等产品的高速响应能力，开发了endat 信号。

endat信号在不断的设计改进中，时钟频率达到了16mhz（需得到单片机运算进行延时补偿），时钟线仍然是单向传输，但是数据线不再是单工工作，而是双向双工工作，在起始的两个时钟周期为test时间，用来计算延迟补偿，紧接着的六个时钟脉冲周期内，数据线上发送模式指令（endat信号附加了很多信息，可通过不同的模式指令进行读取），接着有错误位等特殊功能位（可上海德汉官方网站下载endat信号说明），接着便是发送的数据或状态，与ssi不同的是endat信号是海德汉定义的，所以一定是低位在前发送，并且以纯二进制编码，为了保证数据的可靠性，最后尚有cRc校验位。

下图即endat信号的示意图。

篇二：endat接口开发文章endat接口编码器数据采集设计方案谢礼忠约翰内斯·海德汉博士（中国）有限公司北京101312 摘要：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。

基于FPGA和绝对式长度计的EnDat2.2通信接口设计作者：刘塔拉贾建禄吴庆林来源：《电子技术与软件工程》2018年第09期摘要 EnDa t2.2是一种通信协议，多用于各类编码器数据接口。

本文通过分析EnDat 2.2工作原理和通信时序，设计了基于FPGA的绝对式长度计AT1218信号采集电路，并给出了该电路硬件电路组成、模块设计和软件流程。

同时，通过系统级联进行了测试实验。

实验结构表明该系统可以正确又稳定地采集位置信息，采集频率达到lkHz。

【关键词】FPGA EnDat2.2 绝对式长度计1 引言具有高精度、可靠性好和检测速度快等特点的长度计被广泛应用于众多工业应用领域及检测机构。

如今市场上主流的长度计都基于高精度光栅尺，采用数字化接口传输。

按测量方式，长度计分为增量式长度计和绝对式长度计。

相比于增量式长度计，绝对式长度计不仅可以测量微小位移，还有绝对定位和掉电不丢失等优点，越来越多的应用在长度测量领域。

海德汉（HEIDENHAIN）公司ACANTO系列绝对式长度计测量精度高、测量范围大、坚固耐用，被广泛应用于高精度测量领域。

由于测量分辨率高，绝对式长度计通常采用串行传输数据接口。

在数字通信方面，海德汉公司推出了EnDat2.2串行通信接口，是一种适用于ACANTO系列绝对式长度计的双向数字接口，可以快速并高可靠性的传输长度计的位置值。

ACANTO系列绝对式长度计配备了专用的采集卡，可以将串行的EnDat2.2数据转换为并行数据以便于用户使用，但该采集卡价格昂贵并适用范围小。

所以通过分析长度计和Endat2.2接口，设计一个基于FPGA的信号采集电路，可以提高长度检测系统的便捷性和适用性。

2 EnDat2.2通信协-议海德汉公司的EnDat2.2通信协议适用于海德汉公司编码器，是一种半双工同步串行接口。

通过EnDat2.2通信接口，不仅可以完成传输指令接收位置信息，还可以传输和保存编码器中保存的信息。