基于CPLD多通道編碼器數據采集系統設計

本文提出了采用Xilinx公司生產的CPLD來對多通道旋轉編碼器進行數據采集的方法，著重介紹了系統的軟硬件設計和驅動程序開發，以及實際應用情況，得出了用CPLD技術為多通道編碼器進行數據采集這樣一種切實可行的方法。

關鍵詞：旋轉編碼器 CPLD 數據采集

概述

旋轉編碼器是一種測量旋轉角度的測量器件，通常采用兩個相位差90度的方波編碼方式，其旋轉方向由兩個波形的相位差決定。當輸出波形A超前于輸出波形B如圖1，則可認為是正方向旋轉，反之，若輸出波形A滯后于輸出波形B如圖2，則可認為是反方向旋轉，當旋轉方向發生變化時，其輸出信號產生鏡像翻轉如圖3。

編碼器的精度由旋轉一周產生方波數決定，當旋轉一周可產生2000個方波時，每一個方波周期表示為360°/2000。但為了提高旋轉編碼器的測量精度，系統將A、B兩相的各個沿進行了計數，從而將測量精度提高了四倍，相當于最小的測量角度為360°/8000。

旋轉編碼器廣泛應用于旋轉角度的測量，以及可以將各種參數角度化的參數的測量，通過與各種機械結構的組合，可以測量多種物體的邊緣形狀、各種機械裝置的結構偏差等。

本論文主要根據旋轉編碼的輸出信號特點，提出了采用CPLD技術，來完成6個旋轉編碼器信號測量，采用CPLD技術，設計適合于PC機的數據采集卡的硬件以及軟件，并給出了實際調試及應用結果。

1數據采集系統的硬件設計

1.1系統結構

數據采集系統由旋轉編碼器信號接口、光電隔離和信號校正、編碼計數以及PC接口組成，系統結構如圖4。旋轉編碼器信號接口將旋轉編碼器的信號通過一定的接插件引入到采集卡中，隨后通過光電隔離與信號校正，送入到由CPLD器件實現的編碼器計數。宿主機通過ISA總線來對編碼器的計數進行控制與讀取。