正交编码器接口（QEI）- 电机位置与速度检测技术

"经典zienkiewicz的有限元教材中关于正交编码器的介绍" 正交编码器，也称为增量式编码器或光电式编码器，是一种关键的传感器技术，广泛应用于检测旋转运动系统的位置和速度。在电机控制系统中，如开关磁阻电机(SR)和交流感应电机(ACIM)，正交编码器能够提供精确的反馈信息，实现闭环控制，以优化性能和精度。 这种编码器的基本结构包括一个装在电机传动轴上的带槽轮和一个发射器/检测器模块，用于探测轮子上的槽口。编码器通常有三个输出信号：A相（QEA）、B相（QEB）和索引（INDEX）。A相和B相之间的相位关系决定了电机旋转的方向。如果A相领先于B相，表示电机正向旋转；反之，如果A相滞后于B相，则电机反向旋转。索引脉冲每旋转一周产生一次，用于确定绝对位置。 正交编码器产生的信号有四种不同的状态，这些状态在计数周期中按特定顺序排列。当旋转方向改变时，状态顺序会反转。正交解码器解析这些相位信号和索引脉冲，将信息转化为数字形式的位置计数值。在电机正向旋转时，计数值递增，反向旋转时则递减。 此外，文档还涵盖了与正交编码器接口相关的多个主题，例如控制和状态寄存器、可编程数字噪声滤波器、正交解码器、16位向上/向下位置计数器、QEI作为备用的16位定时器/计数器、正交编码器接口中断、I/O引脚控制、低功耗模式下的工作方式、复位影响、设计技巧以及相关应用笔记。这些内容提供了全面的理论和技术支持，帮助工程师理解和利用正交编码器实现高效、精确的电机控制。