基于SSI208接口模块的光电 编码器数据采集设计

文章摘要：2．2 SSI208S管脚配置 SSI208S接口转换模块采用DIP24封装，其管脚排列如图6所示。各引脚的功能如下： VCC，GND：电源，电源地； CLKMDl，CLKMD0：同SSI208P； 232TX：RS一232数据发送； 232RX：RS一232数据接收； MODE：工作模式设定端口； A1、A0：地址设定端； GRAY：数据格式转换选择，1是将格雷码转换为BCD码输出，0是BCD码输出； CLK+，CLK一：SSI编码器时钟信号； DATA+，DATA一：SSI编码器数据信号； CAP：接去耦电容； NC

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2．2 SSI208S管脚配置
    SSI208S接口转换模块采用DIP24封装，其管脚排列如图6所示。各引脚的功能如下：

 

    VCC，GND：电源，电源地；
    CLKMDl，CLKMD0：同SSI208P；
    232TX：RS一232数据发送；
    232RX：RS一232数据接收；
    MODE：工作模式设定端口；
    A1、A0：地址设定端；
    GRAY：数据格式转换选择，1是将格雷码转换为BCD码输出，0是BCD码输出；
    CLK+，CLK一：SSI编码器时钟信号；
    DATA+，DATA一：SSI编码器数据信号；
    CAP：接去耦电容；
    NC：空脚。
   

www.88dzw.com管脚MODE可用于设定SSI208S模块的工作方式：0一主动模式，1一问询模式。在主动工作模式下，模块定时主动向主机发送位置信息；在问询工作模式下，主机先向模块发送问询信息(地址信息)，然后SSI208S模块向主机返回位置信息。地址设定管脚A1、A0可以设定模块的地址信息，使异步串行总线上可以连接多个SSI编码器，O一0至1一1分别对应地址0至3。
2．3 SSI208S的应用
    采用SSI208S模块同样可以大大简化单片机、DSP、PCI04等控制器扩展SSI编码器接口的软硬件设计。下面给出工控机与SSI208S模块的应用实例，其硬件连接原理如图7所示，其中编码器精度为16位，采用BCD码输出，通用异步串行通信速率为115200bps，编码器SSI的通信速率设置为250 kHz，并采用问询工作模式，编码器地址设置为0x01。

 

    工控机向SSI模块发送地址信息0x01后，SSI模块将返回0xAA 0x01 0x23 0x34 0x57。其中0xAA为数据包起始标志，0xol为编码器位置信息，0x23和0x34为编码器位置信息，0x57为校验信息。图8为示波器捕捉的查询指令和SSI模块返回的位置指令波形图。由图可知，工控机发出查询指令后0．1ms，SSI模块将向主机发送编码器位置信息，其中包含编码器的同步串行通信时间。设置更高的通信速率可缩短该滞后时间。查询方式工作模式下，编码器的数据更新周期约为0．6ms，可见，其数据更新率大于1600 Hz，可以满足高速伺服控制系统的需求。

3 结束语
    本文提供了两种SSI编码器高速数据采集的实现方案，并提供了详细的硬件原理图和软件代码。目前，这两种模块均已产品化，成功运用于某车载系统的火控分系统中，并在运行中十分稳定可靠。

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1.3 SSI208P控制时序
    SSI208P的控制时序如图3所示。一般可在START上升沿启动一次SSI编码器数据收发过程。START电平升高后的125ns内，SSI208P模块开始向编码器发送一帧同步时钟脉冲信号，脉冲的个数由编码器的精度决定，同时转换结束管脚END变高。发送脉冲期间，管脚END保持高电平，转换结束，END管脚电平变低后，即可从DO~D7并行读取编码器数据，每次读取八位，并由Al、AO控制输出数据的高低位，00表示读取最低八位、11表示读取最高八位。如对16位编码器，只需读取两次(A1、AO分别为00、01)，最多可以读取32位数据。编码器并行数据读取结束后，应将START管脚置低，以准备启动下一次转换。

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