基于FPGA的绝对式编码器通信接口设计

基于FPGA的绝对式编码器通信接口设计

0 引言

1 RCN226型绝对式编码器

国内外绝对式编码器生产厂商很多，如日本的多摩川精机、德国的海德汉、国产的长春三峰等。其中海德汉的RCN226型绝对式编码器采用的是海德汉公司专用的EnDat2．2一位置编码器双向数字接口，它传输的数据类型分为位置值、位置值及附加信息或参数。发送的信息类型由模式指令选择。模式指令决定被发送信息的内容。每个模式指令包括三个位。为确保可靠发送信息，每个位均采用冗余发送(反相或两次)。其发送位置值的模式指令为"000111"。信号传输格式如图1所示。

2 绝对式编码器接口的实现

码盘接口部分分为发送模块、接收模块、双口RAM模块、主程序模块四部分。由于每次通信时间是严格固定的，设系统时钟为2MHz。FPGA为主叫，向编码器发送"请求数据"控制字共6位，需时3 μs，编码器向FPGA共发送1个起始位、两个"错误位"、26位位置值和5位CRC校验位，共34位的数据共需时17 μs，所以每次通信需要20 μs的时间，并且每个时刻具体需要传递哪一位数据也是严格确定的。因此采用基于时基的设计方法。

DSP在每个电流环周期发送一个有效的"begin"信号，20μs之后，码盘信号接收模块将接收到的数据存入FPGA内部双口RAM的A口中，并按顺序排列成16位数据的形式，然后向DSP发送end信号，表示一次通信结束，DSP接收到中断之后从FPGA的双口RAM的B口中读取数据，完成一次通信， DSP的连接如图3所示。

图5为码盘与FPGA之间的通信波形，从位置信号可以看出该接口工作正常。

3 结束语

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