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基于单片机的轴角数字转换电路的设计于进勇;吴晓男;戴洪德【摘要】The paper gives the design idea and hardware principle figure of angle converter, discus-ses in detail the design method of in-phase pulse circuit, data collection circuit and attenuation circuit, put forward the software design idea, design method and design process. The angle converter circuit con-figuration is simple, low-lying price and it is easier to use.%给出了轴角数字转换电路的总体设计思想和硬件原理框图,详细阐述了同步脉冲产生电路、数据采集电路和衰减电路的设计方法,论述了系统软件的设计思路、设计方法及设计过程.该轴角数字转换电路具有结构简单、价格低、使用方便的特点.【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】4页(P43-46)【关键词】轴角数字转换器;单片机;软件设计;数字滤波【作者】于进勇;吴晓男;戴洪德【作者单位】海军航空工程学院控制工程系,山东烟台264001;海军航空工程学院控制工程系,山东烟台264001;海军航空工程学院控制工程系,山东烟台264001【正文语种】中文【中图分类】TP368.10 引言轴角/数字转换器是一种将机械轴旋转角度转换为与之对应的数字量的装置，是数字随动系统特别是自动驾驶仪系统中常用的装置，用来检测控制对象的实际转角，回送给计算机，构成随动系统的闭环控制。
机械角度传感器为电机式传感器，目前应用较多的通常为旋转变压器或自整角机。
一种双速处理器的设计和制作
杨波
【期刊名称】《测试技术学报》
【年(卷),期】1994(000)0S1
【摘要】本文介绍了双速处理器(适用于粗/精同步电机/旋转变压器系统)的工作原理及设计和制造要点。
【总页数】5页(P165-169)
【作者】杨波
【作者单位】电子部43所
【正文语种】中文
【中图分类】TG86
【相关文献】
1.基于ARM7微控制器的双速轴角/数字处理器的设计 [J], 梁海波;张庆;高延滨
2.基于FPGA的多极旋转变压器粗、精数据组合双速处理器的设计与实现 [J], 徐大林;高文政
3.基于RD-19230设计的双速处理器设计 [J], 张焱萍;孙慧劼
4.基于AD2S80BD设计的双速处理器 [J], 高文政;崔风波
5.一种基于数字信号处理器的媒体处理器结构及设计 [J], 高健;陈杰
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科技广场2014.120 引言作为一种有较高的精确性以及可靠性的轴角传感器，旋转变压器自诞生以来就在各种类型的控制系统中得到了广泛应用[1-2]。
传统的轴角转换电路是由解码网络、比较器、脉冲源、逐位编码门控电路及诸多的数字逻辑电路组成，电路复杂，可靠性低。
本文提出了一种利用正、余弦旋转变压器实现轴角转换，采用LPC1752单片机实现控制的轴角－数字转换系统，与传统的轴角转换电路相比，其结构简单，可靠性高。
1 轴角-数字转换系统原理1.1系统构成基于LPC1752轴角-数字转换系统的设计Design of Axis-Angle to Digital Converter Based on LPC1752黎守军Li Shoujun（昆船电子设备有限公司，云南昆明650236）（Kunming Shipbuilding Electronic Equipment Co.Ltd.，Yunnan Kunming 650236）摘要：目前，旋转变压器因其高精度和良好的可靠性，大量应用于数控系统、机器人控制、工业控制以及惯性导航领域中。
而由于旋转变压器输出信号为模拟量信号，必须经过信号采集电路转换为数字角度信号之后才能被计算机或嵌入式控制系统所利用，在复杂的数模转换过程中，采用传统角测量技术容易产生误差增加、系统变复杂、难以实现精确等问题，且费用较高。
本文从应用角度出发，介绍了双速轴角－数字转换器的工作原理，分析了精粗机数据组合产生误差的原因，研究了纠错方法。
并选用高速32位ARM7微控制器作为主控芯片，设计了双速轴角－数字转换器。
关键词：轴角-数字转换器；微控制器；LPC1752；粗精组合中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1671-4792（2014）12-0080-05Abstract：Resolver is extensively used in digital control systems, robot control, industrial control, and inertial navigation field as a result of high accuracy and reliability. The output of resolver is analog signal, so it must be converted to digital signal of angle before being used in other control system or computers. In a complex process of conversion, existing angle-measured systems influence the performance of measure systems, bringing about more errors, a more complex system, difficulties in precision, and a relatively high cost. From the perspective of application, the paper introduces the operating principle of a dual-speed processor for axis-angle-to-digital con-verter. The paper analyzes the reasons for errors of the coarse-fine code combination, and studies a correction method. The paper then designs the new dual-rate convertor by using the high-rate 32-bit ARM7 MCU.Keywords：Axis-Angle-to-Digital Converter；MCU；LPC1752；Coarse-Fine Code Combination基于LPC1752轴角-数字转换系统的设计本设计使用LPC1752高速32位ARM7微控制器作为主控芯片，对外围电路进行控制。
双通道旋转变压器粗精组合轴角转换原理及应用赵文香;刘玉晶;张巍;马立明【摘要】目前的旋转变压器大多采用粗精组合来提高其精度,粗精组合时的纠错问题是粗精组合系统的一个关键问题.基于双通道旋转变压器粗精组合轴角转换原理及纠错方法,研究设计了旋转变压器作为轴角转换器件的角度测试系统,包括:选用旋转变压器作为姿态角传感器和高低角传感器测试装置的测角元件;采用双通道旋转变压器粗精组合方式实时获取角度信息;通过与单片机的连接,选取旋转变压器数字转换器进行数字转换,完成角度信息的输出;在软件设计方案中,重点研究了粗精组合算法,采用余数比较法确定粗轴读数和精轴读数的组合关系,对粗、精轴读数进行组合纠错,提高了传感器的测角精度.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】5页(P72-76)【关键词】旋转变压器;数字转换;粗精组合;电路设计;误差分析;精度【作者】赵文香;刘玉晶;张巍;马立明【作者单位】北方导航控制技术股份有限公司,北京 100176;北方导航控制技术股份有限公司,北京 100176;北方导航控制技术股份有限公司,北京 100176;北方导航控制技术股份有限公司,北京 100176【正文语种】中文【中图分类】TM383.2目前，旋转变压器作为测角元件应用很广，在武器系统中主要应用于测量车体的姿态角、高低角和方位角。
在以数字化战场为核心的系统中，要想充分发挥作战效能，必须提高命中率和快速反应能力；因此，提高各个传感器的输出精度尤为关键。
旋转变压器以及相应的数字变换器具有较高的可靠性和抗干扰能力，良好的环境条件适应性和可维护性，近十年来，各种用途的火控系统都采用了旋转变压器做为测角、数据传输和同步控制等[1]。
提高测量精度有2种方式：一种是多极旋转变压器可以提高固有精度；另一种是用2种不同极对数的旋转变压器组成组合电动机，利用提高传动比来提高测量精度。
目前的旋转变压器大多采用粗精组合来提高其精度，粗精组合时的纠错问题是粗精组合系统的一个关键问题。
卢艳窦志源文绍光双速轴角数字转换器粗精组合系统的硬件实现新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统双速轴角数字转换器粗精系统的纠错电路（确定名称！）摘要：本发明是专门针对双速轴角数字转换器粗精组合系统，采用纯硬件电路实现编码纠错的一种简洁，快速，准确的方法，其特征在于，双速旋变变压器直接输入到粗精轴角数字转换器（RDC）中,分别得到粗精数据，将粗精数据通过速比组合在一起时，通过纠错电路实现粗精数据的纠错，再与精数据组合通过三态锁存构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出。
粗精组合时的纠错问题是双速轴角数字转换器粗精组合系统的一个关键问题。
纠错电路通过数字电路实现粗精数据的纠错，再与精数据组合通过三态锁存构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出，使能控制端控制有效位数据输出的输出状态。
权利要求书1.一种新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，包括双速旋变变压器，粗、精轴角数字转换器，三态锁存器，其特征在于：它还包括纠错电路；所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统的信号传递过程：所述双速旋变变压器直接输入到粗、精轴角数字转换器中,分别得到粗、精数据，将该粗、精数据通过速比组合在一起后，通过所述纠错电路实现粗、精数据的纠错，该被纠错的粗、精数据再与所述精数据组合通过所述三态锁存器构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出，所述速比的传速比为：2n，n为所述粗、精数据的位数，为正整数（？？）。
2.如权利要求1所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，其特征在于：所述粗轴角数字转换器输出粗数据的位数必须大于n+2位，2n为传速比，精轴角数字转换器输出粗数据（？？）的位数为要求整体双速轴角数字转换器粗精组合系统的输出位数减去n位。
3.如权利要求1所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，其特征在于：所述的纠错电路由六输入反相器、双四输入或非门、n位全加器组成；纠错处理的过程为：所述粗数据的第n+1位C n+1、粗数据的第n+2位C n+2、精数据的第1位F1、精数据的第2位F2通过六输入反相器中的四个反相器得到粗数据的第n+1位C n+1的反相信号、粗数据的第n+2位C n+2的反相信号、精数据的第1位F1的反相信号、精数据的第2位F2的反相信号；所述粗数据的第n+1位C n+1的反相信号、粗数据的第n+2位C n+2的反相信号和精数据的第1位F1、精数据的第2位F2通过双四输入或非门中的一个或非门，得到+1信号；所述粗数据的第n+1位C n+1、粗数据的第n+2位C n+2、精数据的第1位F1的反相信号、精数据的第2位F2的反相信号，通过双四输入或非门中的另一个或非门，得到-1信号；所述的+1信号接入n位全加器的输入进位端，实现对粗数据的+1操作，所述的-1信号接入n位加法器，与n位粗数据的每一位进行全加，实现对粗数据的-1操作，最后得到n位数据为双速轴角数字转换器粗精组合系统高n位数据，实现对粗精数据的纠错处理。
所述速比的传速比为2n；纠错电路通过数字电路将粗数据的前n+2位,，2n为传速比，双速轴角数字转换器粗精组合系统后端的所有低位数据都由精数据组成。
双速轴角数字转换器粗精组合系统的所有有效位数据的输出，通过纠错电路得到的双速轴角数字转换器粗精组合系统高n位数据和精数据组合，通过三态锁存器得到，使能控制端控制有效位数据输出的输出状态。
（整理带下划线部分的内容，使其符合实际的技术方案！）说明书（确定名称！）技术领域本发明涉及轴角数字转换器的技术领域，特别是双速轴角数字转换器粗精组合系统。
背景技术轴角数字转换电路广泛的应用于高精度数控系统，如机器人控制工业控制武器火力控制及惯性导航领域。
随着数控系统精度要求的提高，系统所需的轴角测试精度要求越来越高，这就有了双速轴角数字转换电路。
双速轴角数字电路的设计思想为，采用粗精组合的方法，将两个旋转变压器与变速机构连接在一起，其中一个旋转变压器与被测轴之间以旋转变压器工作时，精轴带动粗轴转动。
粗精组合的思想是利用传速比放大，然后继续测量来达到提高精度的目的。
目前，双速轴角数字转换器粗精组合的纠错处理多采用ROM 芯片、微处理器实现，由于采用ROM芯片时，需要大量的ROM芯片，不能实现小型化；微处理器程序顺序执行，执行速度必然不快。
发明内容本发明提供一种实现编码纠错处理的纯硬件电路，以解决目前粗精组合系统纠错处理无法实现小型化和高速度的问题。
为此，所采用的技术方案为：一种新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，包括双速旋变变压器，粗、精轴角数字转换器，三态锁存器，它还包括纠错电路；所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统的信号传递过程：所述双速旋变变压器直接输入到粗、精轴角数字转换器中，分别得到粗、精数据，将该粗、精数据通过速比组合在一起后，通过所述纠错电路实现粗、精数据的纠错，该被纠错的粗、精数据再与所述精数据组合通过所述三态锁存器构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出，所述速比的传速比为：2n，n为所述粗、精数据的位数，为正整数（？？）。
更进一步的，所述粗轴角数字转换器输出粗数据的位数必须大于n+2位，2n为传速比，精轴角数字转换器输出粗数据（？？）的位数为要求整体双速轴角数字转换器粗精组合系统的输出位数减去n位。
所述的纠错电路由六输入反相器、双四输入或非门、n位全加器组成；纠错处理的过程为：所述粗数据的第n+1位C n+1、粗数据的第n+2位C n+2、精数据的第1位F1、精数据的第2位F2通过六输入反相器中的四个反相器得到粗数据的第n+1位C n+1的反相信号、粗数据的第n+2位C n+2的反相信号、精数据的第1位F1的反相信号、精数据的第2位F2的反相信号；所述粗数据的第n+1位C n+1的反相信号、粗数据的第n+2位C n+2的反相信号和精数据的第1位F1、精数据的第2位F2通过双四输入或非门中的一个或非门，得到+1信号；所述粗数据的第n+1位C n+1、粗数据的第n+2位C n+2、精数据的第1位F1的反相信号、精数据的第2位F2的反相信号，通过双四输入或非门中的另一个或非门，得到-1信号；所述的+1信号接入n位全加器的输入进位端，实现对粗数据的+1操作，所述的-1信号接入n位加法器，与n位粗数据的每一位进行全加，实现对粗数据的-1操作，最后得到n位数据为双速轴角数字转换器粗精组合系统高n位数据，实现对粗精数据的纠错处理。
其中传速比为2n。
纠错电路通过数字电路将粗数据的前n+2位,，2n为传速比，双速轴角数字转换器粗精组合系统后端的所有低位数据都由精数据组成。
双速轴角数字转换器粗精组合系统的所有有效位数据的输出，通过纠错电路得到的双速轴角数字转换器粗精组合系统高n位数据和精数据组合，通过三态锁存器得到，使能控制端控制有效位数据输出的输出状态。
本发明公开了在双速轴角数字转换电路中，实现编码纠错处理的一种纯硬件电路，完全克服了目前双速轴角数字转换器粗精组合系统体积大，速度慢的不足。
达到纠错处理简洁，快速，准确的目的。
附图说明图1本发明双速轴角数字转换器粗精组合系统原理框图；图2 本发明粗、精RDC的工作原理框图；图3本发明的纠错电路。
具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步的描述。
一种新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统，包括双速旋变变压器，粗、精轴角数字转换器，三态锁存器，它还包括纠错电路；所述新型的双速轴角数字转换器粗精组合系统的信号传递过程：所述双速旋变变压器直接输入到粗、精轴角数字转换器中,分别得到粗、精数据，将该粗精数据通过速比组合在一起后，通过所述纠错电路实现粗、精数据的纠错，该被纠错的粗、精数据再与所述精数据组合通过所述三态锁存器构成双速轴角数字转换器粗精组合系统的数字输出，参考图1。
其中，所述粗轴角数字转换器输出粗数据的位数必须大于n+2位，2n为传速比，精轴角数字转换器输出粗数据（？？）的位数为要求整体双速轴角数字转换器粗精组合系统的输出位数减去n位。
所述的双速旋转变压器给整个系统提供信号源，主要包括：粗旋变信号CS1、CS2、CS3、CS4，参考信号RL、RH，精旋变信号FS1、F S2、FS3、FS4，参考图1。
参考图2，所述的粗、精轴角数字转换器（RDC）的内部电路是一致的，下面以粗RDC为例，详述其工作原理。
具体为：参考信号RL、RH分别接粗RDC的RL、RH，通过参考电压放大器，控制后端的相敏解调器；粗旋变信号CS1、CS2、CS3、CS4，分别接粗RDC 的S1、S2、S3、S4，通过输入信号放大器，产生正弦信号V1和余弦信号V2：V1=kEoS inωt S inθV2= kEoS inωt C osθ其中θ是信号输入角度。
这两个信号与后端可逆计数器的数字角输出Φ在高速正余弦乘法器中相乘，即V1乘以CosΦ，V2乘以SinΦ，得到：kEoS inωt S inθCosΦkEoS inωt C osθSinΦ这两个信号经误差放大器相减得到：kEoS inωt（S inθCosΦ-C osθSinΦ）即：kEoS inωt Sin（θ-Φ）经过相敏解调器、积分器、压控振荡器和可逆计数器组成一个闭环回路，使得Sin（θ-Φ）趋近于零。
当这一过程完成后，可逆计数器的输出字（？？）状态（Φ）在转换器的额定精度范围内等于信号输入角度θ。
旋变信号通过正余弦乘法器得到当前测试的角度与可逆计数器当前角度的误差值，经过误差放大和受参考信号控制的相敏检波器（与图2相一致的话，应该是解调器？），得到与该误差值成正比的脉动直流误差信号，该信号再进入有源滤波器（可是图2中的积分器？）并控制压控振荡器，向可逆计数器输出脉冲，直到测试的角度与可逆计数器当前角度相等为止，可逆计数器停止计数，数字输出就代表测试的角度。
参考图3，所述的纠错电路由六输入反相器、双四输入或非门、n位全加器组成；纠错处理的过程为：所述粗数据的第n+1位C n+1、粗数据的第n+2位C n+2、精数据的第1位F1、精数据的第2位F2通过六输入反相器中的四个反相器得到粗数据的第n+1位C n+1的反相信号、粗数据的第n+2位C n+2的反相信号、精数据的第1位F1的反相信号、精数据的第2位F2的反相信号；所述粗数据的第n+1位C n+1的反相信号、粗数据的第n+2位C n+2的反相信号和精数据的第1位F1、精数据的第2位F2通过双四输入或非门中的一个或非门，得到+1信号；所述粗数据的第n+1位C n+1、粗数据的第n+2位C n+2、精数据的第1位F1的反相信号、精数据的第2位F2的反相信号，通过双四输入或非门中的另一个或非门，得到-1信号；所述的+1信号接入n位全加器的输入进位端，实现对粗数据的+1操作，所述的-1信号接入n位全加器，与n位粗数据的每一位进行全加，实现对粗数据的-1操作，最后得到n位数据为双速轴角数字转换器粗精组合系统高n 位数据，实现对粗精数据的纠错处理，传速比为2n。
