一種利用觸發(fā)器和編碼器判斷電機轉(zhuǎn)向的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用觸發(fā)器和編碼器判斷電機轉(zhuǎn)向的方法，其特征在于，步驟為：第一步、由速度脈沖編碼器根據(jù)獲取的電機旋轉(zhuǎn)信息輸出兩相脈沖信號，兩相脈沖信號中的任意一相脈沖信號接入觸發(fā)器的輸入端，作為輸入信號，另一相脈沖信號接入觸發(fā)器的時鐘端，作為時鐘控制信號；第二步、由微控制器檢測觸發(fā)器的輸出，當電機轉(zhuǎn)向后，時鐘控制信號反相，觸發(fā)器的輸出由高電平變化為低電平，或由低電平變化為高電平。本發(fā)明利用編碼器的兩相輸出和觸發(fā)器的特點，將轉(zhuǎn)向信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖叫盘柼峁┙o微控制器，其具有裝置簡單、成本較低、準確率高、能夠?qū)崟r檢測等優(yōu)點。
【專利說明】—種利用觸發(fā)器和編碼器判斷電機轉(zhuǎn)向的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用觸發(fā)器與速度脈沖編碼器相配合，根據(jù)TTL邏輯電平判斷電機的旋轉(zhuǎn)方向的方法，通過將電平信號接入單片機等微控制器可實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)向信息的實時檢測。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機與電子技術(shù)的發(fā)展，越來越多基于嵌入式的電機控制系統(tǒng)被應(yīng)用到生產(chǎn)生活中。與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)不同在于，這種控制系統(tǒng)利用邏輯電平信號傳輸信息，實現(xiàn)自動控制的閉環(huán)反饋。如果將電機轉(zhuǎn)向信息利用電路直接轉(zhuǎn)化為邏輯電平信號，微控制器只需檢測相應(yīng)引腳的電壓即可實時獲取當前電機的轉(zhuǎn)向信息，不僅提高了系統(tǒng)的效率，而且提高了檢測的準確性，具有非常好的應(yīng)用前景。
[0003]在判斷電機轉(zhuǎn)向時，常使用速度編碼器先將電機的速度信息轉(zhuǎn)化為脈沖信號，如歐姆龍公司生產(chǎn)的E6A2系列編碼器,米用正交的兩相脈沖編碼輸出，兩相具有90度相差。經(jīng)測試，脈沖低電平小于0.5V，高電平根據(jù)所接上拉電阻的電壓可以在5V-12V之間，兩相間相位穩(wěn)定度較高、電壓較穩(wěn)定。
[0004]當前方法根據(jù)收集到的兩相脈沖個數(shù)在微控制器中編程實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)向的判斷，這種方式增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，由于需要每隔一定時間讀取兩個脈沖計數(shù)寄存器的值，降低了微控制器的運轉(zhuǎn)效率。另外，在一定時間內(nèi)可能接收到的脈沖數(shù)目相同而導(dǎo)致無法判斷電機轉(zhuǎn)向，識別成功率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是降低電機轉(zhuǎn)向檢測的復(fù)雜度，同時，提高其識別成功率。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種利用觸發(fā)器和編碼器判斷電機轉(zhuǎn)向的方法，其步驟為:
[0007]第一步、由速度脈沖編碼器根據(jù)獲取的電機旋轉(zhuǎn)信息輸出兩相脈沖信號，兩相脈沖信號中的任意一相脈沖信號接入觸發(fā)器的輸入端，作為輸入信號，另一相脈沖信號接入觸發(fā)器的時鐘端，作為時鐘控制信號；
[0008]第二步、由微控制器檢測觸發(fā)器的輸出，當電機轉(zhuǎn)向后，時鐘控制信號反相，觸發(fā)器的輸出由高電平變化為低電平，或由低電平變化為高電平。
[0009]優(yōu)選地，當所述電機正向轉(zhuǎn)動時，在所述時鐘控制信號的上升沿時，所述輸入信號位于高電平，則所述觸發(fā)器的輸出為高電平；當所述電機反向轉(zhuǎn)動時，所述時鐘控制信號反相，在所述時鐘控制信號的上升沿時，所述輸入信號位于低電平，則所述觸發(fā)器的輸出為低電平。
[0010]優(yōu)選地，通過所述微控制器設(shè)置等待時間，在等待時間內(nèi)，由微控制器統(tǒng)計接收到的高電平及低電平的個數(shù)來判斷所述電機的轉(zhuǎn)向，防止電機轉(zhuǎn)向過程中的抖動現(xiàn)象。[0011]本發(fā)明利用編碼器的兩相輸出和觸發(fā)器的特點，將轉(zhuǎn)向信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖叫盘柼峁┙o微控制器，其具有裝置簡單、成本較低、準確率高、能夠?qū)崟r檢測等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為實施例中電機正向轉(zhuǎn)動時,輸入信號及時鐘控制信號不意圖；
[0013]圖2為實施例中電機反向轉(zhuǎn)動時，輸入信號及時鐘控制信號示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0015]本發(fā)明提供了一種利用觸發(fā)器和編碼器判斷電機轉(zhuǎn)向的方法，步驟為:
[0016]第一步、由速度脈沖編碼器根據(jù)獲取的電機旋轉(zhuǎn)信息輸出兩相脈沖信號，兩相脈沖信號中的任意一相脈沖信號接入觸發(fā)器的輸入端，作為輸入信號，另一相脈沖信號接入觸發(fā)器的時鐘端，作為時鐘控制信號；
[0017]第二步、由微控制器檢測觸發(fā)器的輸出，當電機轉(zhuǎn)向后，時鐘控制信號反相，觸發(fā)器的輸出由高電平變化為低電平，或由低電平變化為高電平，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況來進行設(shè)定，例如高電平時為電機正向轉(zhuǎn)動，低電平時為電機反向轉(zhuǎn)動；也可以高電平時為電機反向轉(zhuǎn)動，低電平時為電機正向轉(zhuǎn)動，本實施例采用的是前者，具體如下:
[0018]當電機正向轉(zhuǎn)動時，在時鐘控制信號的上升沿時，輸入信號位于高電平，則觸發(fā)器的輸出為高電平，如圖1所示。電壓表檢測觸發(fā)器輸出端為高電平。當電機反向轉(zhuǎn)動時，時鐘控制信號反相，在時鐘控制信號的上升沿時，輸入信號位于低電平，則觸發(fā)器的輸出為低電平，如圖2所示。電壓表檢測觸發(fā)器輸出端為低電平。
[0019]為了防止電機轉(zhuǎn)向過程中的抖動現(xiàn)象，還可以通過微控制器設(shè)置等待時間，在等待時間內(nèi)，由微控制器統(tǒng)計接收到的高電平及低電平的個數(shù)來判斷所述電機的轉(zhuǎn)向，例如在本實施例中，在等待時間內(nèi)，若微控制器接收到的高電平數(shù)為2個，而低電平數(shù)為6個，則可以判定為電機由正向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向為了反向轉(zhuǎn)動，反之亦然。
[0020]將本發(fā)明的轉(zhuǎn)向控制方法應(yīng)用到兩輪直立平衡小車中，在小車行駛中需要快速實時地檢測當前車輪的轉(zhuǎn)動情況以達到車速控制的閉環(huán)反饋，使用該方法來實時檢測車輪的旋轉(zhuǎn)方向，達到了較穩(wěn)定的直立效果。
【權(quán)利要求】
1.一種利用觸發(fā)器和編碼器判斷電機轉(zhuǎn)向的方法，其特征在于，步驟為: 第一步、由速度脈沖編碼器根據(jù)獲取的電機旋轉(zhuǎn)信息輸出兩相脈沖信號，兩相脈沖信號中的任意一相脈沖信號接入觸發(fā)器的輸入端，作為輸入信號，另一相脈沖信號接入觸發(fā)器的時鐘端，作為時鐘控制信號； 第二步、由微控制器檢測觸發(fā)器的輸出，當電機轉(zhuǎn)向后，時鐘控制信號反相，觸發(fā)器的輸出由高電平變化為低電平，或由低電平變化為高電平。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用觸發(fā)器和編碼器判斷電機轉(zhuǎn)向的方法，其特征在于，當所述電機正向轉(zhuǎn)動時，在所述時鐘控制信號的上升沿時，所述輸入信號位于高電平，則所述觸發(fā)器的輸出為高電平；當所述電機反向轉(zhuǎn)動時，所述時鐘控制信號反相，在所述時鐘控制信號的上升沿時，所述輸入信號位于低電平，則所述觸發(fā)器的輸出為低電平。
3.如權(quán)利要求1所述的一種利用觸發(fā)器和編碼器判斷電機轉(zhuǎn)向的方法，其特征在于，通過所述微控制器設(shè)置等待時間，在等待時間內(nèi)，由微控制器統(tǒng)計接收到的高電平及低電平的個數(shù)來判斷所述電機的轉(zhuǎn)向。
【文檔編號】G01P13/04GK103713154SQ201410005699
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】梅智杰, 廖小飛 申請人:東華大學