Sammanfattning: Endat-gränssnittet är ett digitalt, fullduplex synkron seriellt dataöverföringsprotokoll designad av Heidenhain specifikt för kodare. Det har fördelarna med hög överföringshastighet, kraftfulla funktioner, enkel anslutning och stark anti-jammingförmåga. Det är en kodare och gitter. Det universella gränssnittet för dataöverföring. Den här artikeln beskriver funktioner, funktioner, timing och dataöverföring och OEM -datalagring av endat -gränssnittet. Samtidigt introducerar det det efterföljande kretskonstruktionsschemat för kodningsdataförvärv och principerna och principerna baserade på FPGA -moduldesignen.
I. Översikt
Den absoluta kodaren använder naturlig binär, cyklisk binär (grå kod) eller PRC -kod för att konvertera den fysiska retikeln på kodhjulet, konverterar rotationsvinkeln för anslutningsaxeln till en motsvarande elektrisk pulssekvens och matar ut den som en digital mängd. Det har fördelarna med liten storlek, hög precision, digitalt gränssnitt och absolut positionering. Det används ofta i radar, skivspelare, robotar, CNC-maskinverktyg och servosystem med hög precision och många andra fält. Datautgången från den absoluta kodaren är baserad på synkron seriell utgång. Endat-gränssnittet är ett digital, fullduplex synkron seriellt gränssnitt utformat för Heidenhain-kodare. Det kan inte bara överföra positionsvärden för inkrementella och absoluta kodare, utan det kan också överföra eller uppdatera informationen som lagras i kodaren eller spara ny information. Eftersom den seriella transmissionsmetoden används behövs endast fyra signallinjer. Under excitationen av klockan på den efterföljande elektroniska enheten överförs datainformationen synkront. Datatypen (positionsvärde, parameter, diagnostisk information etc.) bestäms av valet av läge -kommando som skickas av den efterföljande elektroniska enheten till kodaren.
Två Endat -gränssnittsintroduktion
Egenskaper för endat -gränssnittet
Högprestanda och låg kostnad: Det universella gränssnittet är lämpligt för alla inkrementella och absoluta kodare, mer ekonomisk kraftförbrukning, liten storlek och kompakt anslutning, snabb systemkonfiguration, nollpunkt kan flytas ut enligt offsetvärdet.
Bättre signalkvalitet: Specialoptimering inom kodaren förbättrar systemets noggrannhet och ger bättre konturnoggrannhet för CNC -systemet.
Bättre praktik: Automatisk systemkonfiguration; Digitala signaler förbättrar systemets tillförlitlighet; Övervakning och diagnostisk information bidrar till systemets säkerhet; Redundanskodverifiering är gynnsam för tillförlitlig signalöverföring.
Förbättra systemets säkerhet: Två oberoende platsinformation och felinformationsbitar, datakontroller och svar.
Lämplig för avancerad teknikutveckling: (Hög upplösning, kort kontrollcykel, snabbaste 16m klocka, säkerhetsdesignkoncept) Lämplig för direktdrivningsteknik.
Bild 1 Endat Interface Encoder Data Acquisition Schematic
2. ENDAT2.2 Kodarens prestandaförbättring
Överföringspositionsvärden och ytterligare information kan överföras samtidigt: vilken typ av ytterligare information kan väljas genom att lagra adressvalskoden.
Kodarens datalagringsområde inkluderar kodartillverkarparametrar, OEM -tillverkarparametrar, driftsparametrar och driftsstatus för att underlätta systemkonfiguration.
ENDAT2.2-kodaren implementerar all-digital växellåda. Den inkrementella signalbehandlingen är klar inuti kodaren (inbyggd underavdelning 14bit), vilket förbättrar kvaliteten och tillförlitligheten för signalöverföring och möjliggör högre upplösning.
Övervakning och diagnostiska funktioner, larmförhållanden inkluderar: ljuskällfel, otillräcklig signalamplitud, felaktig positionsberäkning, för låg eller hög driftspänning, för hög strömförbrukning osv.; tillhandahålla en varningssignal när vissa extrema värden på kodaren närmar sig eller överskrids.
Ett bredare spänningsområde (3,6 ~ 14V) och transmissionshastighet (16 m).
3. Timing och OEM -datalagring
Ett datapaket överförs under varje ram av synkron dataöverföring. Överföringscykeln startar från den första fallande kanten på klockan och det uppmätta värdet lagras och positionsvärdet beräknas. Efter två klockpulser (2T) skickar den efterföljande elektroniska enheten lägeskommandot "kodaröverföringspositionsvärde" (med eller utan ytterligare information).
Efter att ha beräknat det absoluta positionsvärdet (TCAL --- se fig. 2) börjar kodaren att överföra data från startbiten till den efterföljande elektroniken. De efterföljande felbitarna F1 och F2 (som endast finns i kommandot ENDAT2.2) är för alla övervakningsfunktioner och gruppsignaler för felövervakningstjänster, deras generation är oberoende av varandra och används för att indikera kodningsfel som kan resultera i felaktiga Platsinformation. Den exakta orsaken till felet lagras i det "operativa" minnesområdet och kan frågas av efterföljande elektroniska enheter.
Från den lägsta biten överförs det absoluta positionsvärdet och längden på data bestäms av den använda kodartypen. Antalet klockpulser som krävs för att överföra positionsvärdet lagras i kodartillverkarens parametrar. Överföringen av Position Value Data slutar med en kod för cyklisk redundanskontroll.
Fig. 2 Positionsvärdeöverföring utan ytterligare information
Om positionsvärdet har ytterligare information, omedelbart efter att positionsvärdet är ytterligare information 1 och 2, slutar de också med en CRC. Innehållet i den ytterligare informationen bestäms av den valda adressen för minnesområdet och överförs sedan under den efterföljande provtagningsperioden. Denna information överförs under efterföljande överföringar tills ett nytt minnesområde är valt. I slutet av dataordet måste klocksignalen ställas in högt. Efter 10US till 30US eller 1,25US till 3,75US (endat2.2 programmerbar återhämtningstid TM) går datalinjen tillbaka och sedan kan ny dataöverföring börja med den nya klocksignalen.
Figur 3 Platsöverföring med bilagorinformation
Samtidigt tillhandahåller kodaren olika minnesområden för parametrarna, som kan läsas av efterföljande elektroniska enheter. Dessa områden kan skrivas av kodartillverkaren, OEM -tillverkaren eller till och med slutanvändaren. Vissa specifika områden kan skrivas skyddade. Olika serier av kodare stöder olika OEM -lagringsområden och olika adressintervall. Därför måste varje kodare läsa allokeringsinformationen för OEM -minnesområdet. Av denna anledning bör efterföljande elektroniska kretsar programmeras baserat på relativa adresser och kan inte använda absoluta adresser.
Tre endat-gränssnitt Uppföljning av elektronisk enhetskretsdesign
Användaren kan utforma gränssnittskretsen för att samla in och bearbeta data enligt Endat -gränssnittsprotokollet och elektriska egenskaper. Samtidigt tillhandahåller Heidenhain också ett specifikt databehandlingschip för användaren att välja. Om användaren designar kretsen själv måste de elektriska egenskaperna hos Endat -gränssnittet följas, och protokollet för Endat -gränssnittet måste behärskas för att säkerställa att tidsbehovet och dataramformatet för protokollet följs strikt. Om databehandlingschipet som tillhandahålls av Heidenhain används kan designen förenklas. Användaren behöver bara konfigurera registeret för FPGA och skicka instruktionen enligt instruktionsformatet som är acceptabelt av chipet så att önskad data kan erhållas.
Genom att följa RS-485 (Differential Signal) Standard-sändtagarelement kan data (positionsvärden och parametrar) överföras två riktningar mellan kodaren och de efterföljande elektroniska enheterna under excitation av en synkron klocka som utfärdas av en efterföljande elektronisk anordning.
Fyra FPGA+ -programvarumakron
Hezehans partner Mazet tillhandahåller Endat -mjukvarumakron för Xilinx's Virtex och Spartan -serien och Alteras ACEX och Cyclone Series. Enligt kundkraven kan Mazet också tillhandahålla anpassade mjuka kärnor. Den mjuka kärnan implementerar alla funktioner i endat -gränssnittet. Användaren kan utföra 8-bitars eller 16-bitars dataöverföring med mikrokontrollern via 6-bitarsadressraden och 16-bitars datalinjen. Följande är moduldiagrammet och kretskonstruktionen för FPGA.
Figur 4 FPGA -moduldiagram
Figur 5 Kodare och efterföljande Circuit Connection -moduldiagram
Fem slutsatser
Heidenhains Endat -gränssnitt har använts i stor utsträckning i många branscher, och det har nu uppgraderats till en ny nivå. Klockfrekvensen för det dubbelriktade ENDAT 2.2 -gränssnittet har nu ökats till 16 MHz för att möta den direkta drivkraften för dessa höga dynamiska prestationsapplikationer, särskilt inom elektronikbranschen. Att öka klockfrekvensen från 8 MHz till 16 MHz kommer inte bara att minska avläsningspositionen kraftigt. Den tid som krävs för information kan också förkorta kontrollslingans cykel. Samtidigt ger enkel och ekonomisk systemdesign kunderna bekvämlighet, kraftfulla funktioner och mångsidighet och framåtriktade säkerhetsdesignkoncept för att vägleda den kontinuerliga utvecklingen av kodningskontrollteknologi.
referenser
[1] ENDAT POSITION ENCODER BIDirectional Digital Interface Heidenhain Data Sheet
[2] Teknisk information med hög säkerhetskontroll Heidenhain Teknisk information
[3] Endat Interface Technical Manual Heidenhain Teknisk information