增量式光电编码器的转动方向判别与脉冲计数电路解析

"这篇资源是东北大学硕士学位论文的一部分，作者为孙一兰，专业为机械电子工程，指导教师为柳洪义，主题聚焦于多轴控制系统的研究。论文详细探讨了多轴控制系统的设计，特别是在方向判别与脉冲计数电路的应用。文中提到了两种重要的技术：一种是基于刻盘和光电转换器的静态方向判别，另一种是增量式光电编码器的动态方向判别。" 在多轴控制系统中，方向判别与脉冲计数电路扮演着至关重要的角色。首先，论文讨论了一种利用固定窄缝和旋转圆盘的系统。圆盘上的窄缝节距与圆盘自身节距相等，且两组检测窄缝错开1/4节距，使得A、B两个光电转换器的输出信号相位相差90°。当被测轴顺时针旋转时，A相脉冲前沿超前B相；逆时针旋转时，B相超前A相。这些相位差的信号经过逻辑电路处理，可以判断出轴的转动方向。 接下来，论文介绍了增量式光电编码器的方向判别电路。A、B两相脉冲输入到D触发器的D和CP端，由于它们相位相差90°，在正转时，D触发器在A脉冲高电平时触发，Q=1；反转时，B脉冲低电平时触发，Q=0。然后通过“与”逻辑门，只有一路脉冲会触发计数器的高低电平变化，从而确定轴的转动方向。 论文还涉及到多轴控制系统的设计，包括上位机（工业控制机）和下位机（C8051 FO2X）的硬件基础，以及三层结构的软件实现：管理规划级负责监控和规划，协调级处理数据传输和多轴运动协调，执行级则执行伺服运动并检测信号。研究中还涵盖了S曲线速度规划、三次样条曲线插补、改进的PID伺服算法和多机通讯方法，采用开放式模块化编程思想，利用VC++和Keil C软件进行程序开发和仿真模型建立。此外，论文还设计了人性化的人机交互界面，以提升系统的易用性和性价比。 关键词：控制系统、轨迹规划和插补、伺服控制、PID、通讯、C8051 这篇论文深入探讨了多轴控制系统的理论与实践，对于理解多轴拉制系统的组成和功能，以及如何实现精确的方向判别和高效控制具有重要参考价值。