【QEI】LPC1700系列Cortex—M3ZLG.pptVIP

LPC1700系列Cortex-M3系列微控制器 目 录 QEI简介 1 QEI功能结构 2 QEI基本操作 3 总结 4 QEI简介|旋转编码器结构 　　编码器是一种机电装备，可以用来测量机械运动或者目标位置。 大多数编码器都使用光学传感器来提供脉冲序列形式的电信号，这些 信号可以依次转换成运动、方向或位置信息。 　在运动控制系统中作为直流电机状态的反馈装置，增加控制系统的 稳定性。 旋转编码器结构： A道 B道 C道 展开后的码道结构： QEI简介|电路辩向原理 A道 B道 C道 D CLK Q B A 方向指示 脉冲计数 电路辩向结构： B道 A道 C道 原始波形： 反转 正转 AB 辩向波形： 码道结构： 可由计数脉冲 和转向判定电 机工作位置 　　电路辩向结构用于解码输入的A相、B相信号为方向指示信号和计 数脉冲信号。 QEI简介|功能特性 LPC1700系列 MCFB0(A相输入) MCFB1(B相输入) MCFB2(索引脉冲输入) 　　LPC1700包含一个双通道增量式编码器，可对正交编码器轮产生的代码解码，确定旋转的方向、位置和大致的速度。 增量式编码，可根据转动方 向进行递增或递减计数； 可选2X、4X模式计数； 使用内置定时器捕获速度； 包含输入数字滤波器，并可 接解已解码信号； 多种类型中断用于报告电机 转动状态。 功能特性： 目 录 QEI简介 1 QEI功能结构 2 QEI基本操作 3 总结 4 QEI功能结构|整体功能结构 速度测量 索引中断 位置0中断 位置1中断 位置2中断 速度中断 低速中断 INX 位置计数 与比较 索引计数 与比较 CLK DIR 解码PHA、PHB为CLK、DIR 电机转速检测与低速提示 电机转动位置测量 电机转动圈数测量 INX PHB PHA PCLK时钟 数字 滤波器 正交 编码器 输入预处理结构 QEI功能结构|输入预处理结构 　　数字滤波器的作用：对PHA、PHB、INDEX脉冲进行数字滤波。 　　正交编码器的作用：对输入信号进行解码，转换成计数脉冲(CLK) 和方向信号(DIR)。 　　对输入的信号PHA、PHB、INDEX的预处理由数字滤波器和正交编码器完成。该部分结构如下图： 数字 滤波器 PCLK PHA PHB INDEX INDEX DIR CLK 高/低电平 正交 编码器 数字 滤波器 INX DIR CLK 高/低电平 正交 编码器 INX PHA PHB QEI功能结构|输入预处理结构 如果希望内部交换PHA、PHB信号，怎么办? DIRINV=0，正常连接 DIRINV=1，PHA、PHB交换连接 可在不修改硬件连接情况下， 改变正反转方向意义 正转计数-----反转计数 QEI功能结构|输入预处理结构 如果输入的信号已经进行了解码，怎么办？ 数字 滤波器 INX DIR CLK 高/低电平 正交 编码器 INX PHA PHB SIGMODE=1，正交编码器解码 SIGMODE=0，正交编码器旁路 输出解码后 的信号 直接输出 方向信号和 时钟信号 QEI功能结构|索引计数与比较结构 　　QEI内部包含了一个索引计数器与索引比较寄存器。当索引计数值与比较的值相匹配时，发生索引中断(INT_Int)。该部分结构如下： 0x3fff 0x3fff 　　该功能结构可用于纪录电机转动圈数，并在 转动指定的圈数后通知CPU。 索引中断 索引计数器 INX 索引比较 0x1234 QEI功能结构|位置计数与比较结构 位置0中断 位置2中断 位置计数器 位置1中断 位置比较0 DIR CLK INX 位置比较1 位置比较2 对输入脉冲计数 0x1234 ３个位置匹配中断 CAPMODE CAPMOD=0,仅对相A边沿计数 计数分辨率2X 可用于在电机转至指定位置 后通知CPU进行处理 0x1234 CAPMOD=1, 对相A、相B边沿计数 计数分辨率4X 更高分辨率 　　QEI内部的位置计数器提供了电机的位置增量信息；位置比较模块用于在电机转到指定数量的角位移后通知CPU。 0x3ff 0x3ff QEI功能结构|速度捕获结构 速度重载 速度定时器 速度计数器 速度捕获 速度比较 RST CLK 速度中断 低速中断 定时器溢出，捕获计数 定时器溢出 重载定时值 产生定时中断 设定并启动定时器 速度计数器清零 低速过低，产生中断 可计算电机转速 　　QEI内部的位置捕获结构用于粗略电机的转速。并且包含了低速检测功能。其工作流程如下： QEI功能结构|速度捕获结构 如何计算电机转速? 　　假设编码器旋转一周得到的脉冲数为ppr，分辨率为nX。 时序图如下： 电机转速：RPM = ( QEICAP / ppr /