电机编码器检测与扩展模块的应用设计

摘要

伺服电动机广泛应用于各种控制系统中，伺服电机编码器是安装在电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，达到控制电机目的。 

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。

由于增量式编码器输出信号为差分的脉冲信号，直接扩展会有很多隐患，首先差分信号容易受到干扰，其次多路应用容易导致个别脉冲信号丢失，这在精准的工业控制中是不允许的。

本文主要设计一款电机编码器检测与扩展模块。该模块能够读取差分脉冲信号并通过LCD显示，同时还能将读取的脉冲信号一路扩展为四路供其他外设使用。

因此，本设计电机编码器检测和扩展模块对伺服电机的应用很大的意义。

关键词　电机 编码器 脉冲信号 扩展 

目录

第1章 绪论 4

1.1课题研究的背景及意义 4

1.2课题研究主要内容 5

第2章 方案选择 6

2.1 单片机选择 6

2.1.1 STC89C52简介 6

2.1.2 STM32F105RBT6 8

2.1.3 单片机的选择 11

2.2 脉冲信号读取方案 12

2.2.1 选用AM26C32芯片（RS-422 线路接收器） 12

2.2.2 选用RS485（SN75LBC184）芯片 13

2.2.3 脉冲信号读取方案最终选择方案一 14

2.3脉冲信号扩展方案 14

2.3.1选用AM26C31（四路差动线路接收器） 14

2.3.2不经过芯片直接扩展 14

2.4显示部分方案 15

2.4.1 LCD方式 15

2.4.2数码管 15

2.5串口通讯部分方案 15

第3章 硬件部分 17

3.1 微处理器硬件电路说明 17

STM32F105RBT6 17

3.1.1 电源电路 17

3.1.2 单片机的最小电路图 18

3.1.3 下载电路 19

3.1.4 晶振电路 20

3.1.5 BOOT电路 20

3.1.6 对外接口电路 21

3.2 硬件电路设计 21

3.2.1 脉冲信号输入电路设计 21

3.2.2 脉冲输出电路设计 22

3.2.3 显示部分电路 23

3.2.4 串口部分电路 23

第4章 软件部分 25

4.1 简介Keil 25

4.2 程序设计 25

4.2.1 程序的整体结构 25

4.2.2 脉冲信号读取程序 27

4.2.3 LCD显示部分程序 28

第5章 调试结果 30

5.1 电机编码器检测与扩展模块的介绍 30

5.2 脉冲信号检测功能测试 31

5.3 脉冲信号扩展功能测试 31

参考文献 34

致谢 35