MSP430F149单片机的光电编码器位置检测方案单片机的光电编码器位置检测方案
本文介绍的方案简化了外围模块的设计，大大提升了系统的可靠性和稳定性。系统工作稳定，收到了良好的效
果，具有很好的实用价值。
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。
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，电机正转，反之，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只有一个是脉冲信号，另一个是高电平。因此，将XA，XB两个信号连接到单片机相应的端口
上，对这两个信号分别进行判断、计数和计算，就可以得出相应的电机转向和位移量。
2、系统功能
系统框图见图4。整个系统主要由差动隔离整形，倍频电路，鉴相计数模块，主控芯片，通讯模块，数显模块组成。光电编码
器选用SIEMENS公司的1XP8001-1型号，输出电压为5V。从光电码盘输出的A，B，A-,B-经过差动隔离整形模块后能减少现
场对信号产生的干扰，尤其是共模干扰，处理后的信号经四倍频电路后连到主控芯片，对脉冲进行计数，处理，计算，得到被
控对象的位移结果。位移结果一方面送数显表显示，还可通过串口将位移结果送到上位机，便于在上位机中进行统计，打印，
综合分析。
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