一种利用单圈绝对值编码器实现断电位置记忆的方法

摘要

本发明公开了一种利用单圈绝对值编码器实现断电位置记忆的方法，其包括一个单圈绝对值编码器、一个主控器和一个备用电源，所述主控器具有圈数计数模块、位置信息处理模块、数据存储模块和断电检测模块，所述方法包括断电检测和断电位置信息的存储及恢复操作。利用本发明方法，可实现只需要一个普通单圈绝对值编码器就能进行多圈绝对位置的记录，并且不受圈数限制和断电影响，不仅可解决现有多圈绝对值编码器存在的计量圈数受限的问题，而且可解决现有单圈绝对值编码器不能实现断电位置记忆的瓶颈问题，可实现断电位置的记忆和恢复，无论供电是短期中断还是长期中断，均能适用，而且本发明方法简单，易于实现，使用成本低。

说明书

技术领域

本发明是涉及一种利用单圈绝对值编码器实现断电位置记忆的方法，属于编码器技术领域。

背景技术

旋转编码器是一种测量电机轴位置或电机轴旋转速度的装置，按编码形式可分为增量式和绝对值式，按记圈方式可分为单圈和多圈。目前，多圈绝对值编码器用得比较多，因现有的多圈绝对值编码器，是由单圈绝对值的光栅或磁栅加上一个齿轮的多圈记数机构组成，其最大的优点是能提供绝对位置信息，并且不受断电影响，但其行程受圈数的限制，计量范围受限，且圈数越多，其结构越复杂，体积就越大，成本也越高，不利于实现集成化和小型化。虽单圈绝对值编码器的结构简单，成本相比多圈绝对值编码器要低很多，但缺点是只能记录一圈内的绝对位置。

申请号为CN201710678148.4的发明专利申请公开了一种多圈绝对值编码器，通过采用1个单圈绝对值编码器用于正常供电时的位置检测并由正常供电时的1块单片机记录位置数据，1个普通编码器用于掉电时的位置检测，并在掉电后由另1块低功耗单片机继续记录位置数据，虽然该专利方案可解决现有多圈绝对值编码器因受齿轮圈数的限制导致计量范围受限的问题，但该专利需要2个编码器和2块单片机，不仅结构复杂，而且成本仍然较高，尤其是低功耗单片机还是需要额外持续供电才能工作，因此该专利方案不适用于供电长期中断的场合，不能实现断电位置的记忆和恢复。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种利用单圈绝对值编码器实现断电位置记忆的方法，实现只需要1个普通单圈绝对值编码器就能实现多圈绝对位置的记忆，并且不受圈数限制，尤其是，对位置的记忆不受断电影响，可实现断电位置的记忆和恢复，无论供电是短期中断还是长期中断，均能适用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用单圈绝对值编码器实现断电位置记忆的方法，包括一个单圈绝对值编码器、一个主控器和一个备用电源，所述主控器具有圈数计数模块、位置信息处理模块、数据存储模块和断电检测模块，所述备用电源与主控器电连接，所述单圈绝对值编码器的信号输出端与圈数计数模块的信号输入端相连接，所述圈数计数模块的信号输出端与所述位置信息处理模块的信号输入端相连接，所述位置信息处理模块的信号输出端与所述数据存储模块的信号输入端相连接，所述断电检测模块与工作电源和备用电源分别相连接；所述方法包括如下步骤：

S1)一旦断电检测模块检测到工作电源断电，就立即启动备用电源对主控器进行供电，同时开始按预设的时间间隔进行当前位置信息及其校验码的存储，直到断电检测模块检测到工作电源恢复了供电或备用电源的供电量已不足，才停止存储位置信息及其校验码；

S2)一旦工作电源恢复供电，所述位置信息处理模块就开始从数据存储模块读取位置信息及其校验码，如果位置信息的校验码有错，则继续读取，直到连续4个位置信息的校验码都为正确；如果读完全部的位置信息也没有连续4个位置信息的校验码全部正确，就需要重新校准零点；

S3)如果读取到4个位置信息的校验码都正确，则从最新位置开始，在其中找2个连续的、并且值相等的位置信息；

S4)如果找不到，则重复步骤S2)和步骤S3)；

S5)如果读完全部的位置信息也没有找到2个连续的、并且值相等的位置信息，就需要重新校准零点；

S6)如果找到这样的位置信息，就作为断电恢复后的初始位置信息。

一种优选方案，所述备用电源的持续供电能力应能保证在单圈绝对值编码器停止转动后，还能保存至少4次位置信息及其校验码。

一种优选方案，校准零点包括如下操作：

从外部输入一个校准信号，利用该信号，将单圈绝对值编码器当前的位置记录到位置信息P的计算公式：P＝n×L+m中的m，同时其中的n设为0；

上述公式中的n为圈数，L为单圈绝对值编码器的单圈线数，m为圈内位置。

一种优选方案，步骤S1)中的时间间隔为100毫秒每次。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

利用本发明方法，可实现只需要1个普通单圈绝对值编码器就能进行多圈绝对位置的记录，并且不受圈数限制(因为本专利中的圈数是程序计数，而不是现有的齿轮机构进行计数)，关键是，本发明可实现断电位置的记忆，不仅可解决现有多圈绝对值编码器存在的计量圈数受限的问题，而且可解决现有单圈绝对值编码器不能实现断电位置记忆的瓶颈问题，创造性的利用软硬件相结合的技术，实现了一个普通单圈绝对值编码器就能进行多圈绝对位置的记录，且不受断电影响，可实现断电位置的记忆和恢复，无论供电是短期中断还是长期中断，均能适用，而且本发明方法简单，易于实现，使用成本低，因此，相对于现有技术，本发明具有显著性进步和很强的工业实用价值。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细描述。

实施例

本发明提供的一种利用单圈绝对值编码器实现断电位置记忆的方法，包括一个单圈绝对值编码器、一个主控器和一个备用电源，所述主控器具有圈数计数模块、位置信息处理模块、数据存储模块和断电检测模块，所述备用电源与主控器电连接，所述单圈绝对值编码器的信号输出端与圈数计数模块的信号输入端相连接，所述圈数计数模块的信号输出端与所述位置信息处理模块的信号输入端相连接，所述位置信息处理模块的信号输出端与所述数据存储模块的信号输入端相连接，所述断电检测模块与工作电源和备用电源分别相连接；所述方法包括如下步骤：

S1)一旦断电检测模块检测到工作电源断电，就立即启动备用电源对主控器进行供电，同时开始按预设的时间间隔进行当前位置信息及其校验码的存储，直到断电检测模块检测到工作电源恢复了供电或备用电源的供电量已不足，才停止存储位置信息及其校验码；

S2)一旦工作电源恢复供电，所述位置信息处理模块就开始从数据存储模块读取位置信息及其校验码，如果位置信息的校验码有错，则继续读取，直到连续4个位置信息的校验码都为正确；如果读完全部的位置信息也没有连续4个位置信息的校验码全部正确，就需要重新校准零点；

S3)如果读取到4个位置信息的校验码都正确，则从最新位置开始，在其中找2个连续的、并且值相等的位置信息；

S4)如果找不到，则重复步骤S2)和步骤S3)；

S5)如果读完全部的位置信息也没有找到2个连续的、并且值相等的位置信息，就需要重新校准零点；

S6)如果找到这样的位置信息，就作为断电恢复后的初始位置信息。

作为优选方案：

所述备用电源的持续供电能力应能保证在单圈绝对值编码器停止转动后，还能保存至少4次位置信息及其校验码。

校准零点包括如下操作：

从外部输入一个校准信号，利用该信号，将单圈绝对值编码器当前的位置记录到位置信息P的如下计算公式：P＝n×L+m中的m，同时其中的n设为0；

上述公式中的n为圈数，L为单圈绝对值编码器的单圈线数，m为圈内位置。

步骤S1)中的时间间隔为100毫秒每次。

利用本发明方法，可实现只需要一个普通单圈绝对值编码器就能进行多圈绝对位置的记录，并且不受圈数限制(因为本专利中的圈数是程序计数，而不是现有的齿轮机构进行计数)，关键是，本发明可实现断电位置的记忆，不仅可解决现有多圈绝对值编码器存在的计量圈数受限的问题，而且可解决现有单圈绝对值编码器不能实现断电位置记忆的瓶颈问题，创造性的利用软硬件相结合的技术，实现了一个普通单圈绝对值编码器就能进行多圈绝对位置的记录，且不受断电影响，可实现断电位置的记忆和恢复，无论供电是短期中断还是长期中断，均能适用，而且本发明方法简单，易于实现，使用成本低，因此，相对于现有技术，本发明具有显著性进步和很强的工业实用价值。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。