基于DSP的絕對式光電編碼器接口的實現

摘要：在全數字伺服控制系統中，絕對式光電編碼器作為位置傳感器越來越普通。基于此介紹了以DSP為微處理器，通過MMI4832接口芯片，對ROC425絕對式光電編碼器進行位置采集的設計方法，并給出了實用程序的編寫方法。
關鍵詞：DSP；絕對式光電編碼器；位置采集

現代高精度的機電一體化產品，對伺服系統的要求越來越高。高性能伺服電動機、控制器、變流器及高性能的位置和速度傳感器等都是伺服系統不可少的組成部分，特別是高性能、高精度的傳感器是伺服系統的關鍵技術。在某種意義上說，機電一體化產品的性能優劣主要取決于傳感器的性能。本文利用DSP通過接口芯片MMI4832完成對絕對式光電編碼器進行位置采集。該系統具有精度高，易于實現等特點。

1 系統結構
整個系統采用了TI公司的TMS320F2812作為主處理器，通過專用接口芯片MMI4832與絕對式光電編碼器相連，系統結構如圖1所示。

TMS320F2812是TI公司發布的一款具有很高性價比、適用電氣自動化系統的DSP。ROCA25是德國海德漢公司生產的一款25位單圈的絕對式光電編碼器，其接口協議為EnDat2．2，MMI4832是其專用接口芯片。

2 硬件電路設計
TMS300F2812與MMI4832及ROC425的接口硬件電路如圖2所示。

電路部分主要分為DSP芯片的最小系統設計和MMI4832的接口設計。下面分別給與介紹：
2．1 TMS320F2812型DSP的最小系統設計
(1)電源和復位部分本設計采用外部5 V直流電壓供電，通過DC／DC器件產生3．3 V的供電電壓和1．8 V的內核電壓。本設計的復位信號分兩種：上電復位和手動復位，上電復位由芯片MAX803產生，手動復位由電阻和電容組成的電路產生。
(2)時鐘部分為DSP芯片提供時鐘一般有兩種方法：采用晶體和采用外部有源時鐘芯片。本設計采用前者，它利用DSP芯片的X1和X2之間連接一晶體可啟動內部振蕩器。
(3)仿真部分這一部分將作為程序的調試和燒錄所用。2812芯片提供了5個標準的JTAG信號(TRST、TCLK、TMS、TDI、TDO)和兩個仿真引腳(EMU0、EMU1)。
2．2 MMI4832接口設計
(1)與DSP接口設計。由于MMI4832芯片的輸入輸出信號為5 V，而DSP的輸人輸出信號為3．3 V，這就存在一個DSP與MMI4832之間的電平轉換問題。本設計的電平轉換接口通過74LVCA245來完成。
(2)與絕對式光電編碼器ROCA25接口設計。由于編碼器為了滿足長距離安裝的要求，其信號需要差分收發。本設計差分收發接口通過MAX 485來實現。