论文部分内容阅读
随着制造和自动化技术的迅速发展,编码器作为一种融合数字技术和计算机技术的数字式传感器已经被广泛地应用于生活和生产中。近年来,编码器的小型化发展对传统的编码理论提出了挑战。研究新的编码理论开发新式码盘,应用先进电子技术研制新型绝对式编码器已成为编码器的一个发展趋势。本文研究的是一种基于FPGA技术的新型绝对式光电编码系统。系统采用反射式光纤传感器探头读取码道信息,采用FPGA技术实现编码器的辨向、译码,从而实现绝对位置的准确定位。
本文首先紧紧围绕新型绝对式编码器的全新编码方式,系统地阐述了码盘的结构和编码原理。针对码盘编码条纹的特点提出了采用三个反射式光纤探头读取码道信息的实现方案。随后本文介绍了FPGA的基本原理及其应用的相关知识,这些是设计编码器外围电路基础技术。最后详细介绍了利用FPGA可编程逻辑器件和硬件描述语言VHDL,采用自顶向下的设计方法,实现了辨向、串并转换、查表译码以及NiosⅡ软核CPU等功能模块的设计与仿真。与传统的MCU开发的编码器系统相比,基于FPGA的新型绝对式编码器系统具有更高响应速度和可靠性。同时所有的控制逻辑在硬件逻辑中而不是在编程软件中实现,可以使开发周期大大缩短,并实现设计的灵活性、适应性和高集成度。