通訊協(xié)議說明

2021-11-18

       選型指南


　　編碼器（encoder）是將信號(hào)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用于通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式的設(shè)備。通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。


　　編碼器按照工作原理可分為增量式和絕 對(duì)式兩大類。
　　增量式編碼器可將旋轉(zhuǎn)軸位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。其計(jì)數(shù)起點(diǎn)任意設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)多圈無限累加和測(cè)量。同時(shí)也可以有機(jī)械零位和判別方向的功能。增量式編碼器原理簡(jiǎn)單，方便調(diào)試，價(jià)格也更便宜。
　　絕 對(duì)式編碼器在旋轉(zhuǎn)軸的任意位置都可以讀出一個(gè)與位置相對(duì)應(yīng)的數(shù)字碼。即使斷電旋轉(zhuǎn)后，編碼器也能精 準(zhǔn)的讀出開電時(shí)的實(shí)際位置數(shù)字碼。單圈絕 對(duì)式編碼器只能用于360°以內(nèi)的角度測(cè)量，超出360°范圍的測(cè)量需要選擇多圈絕 對(duì)式編碼器。絕 對(duì)式編碼器支持多種通信方式，例如RS232協(xié)議,RS485協(xié)議,CANopen協(xié)議，同步串行接口SSI，并行接口，工業(yè)總線等。絕 對(duì)式編碼器因其每一個(gè)位置絕 對(duì)唯 一、抗干擾、無需掉電記憶，已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長(zhǎng)度測(cè)量和定位控制。

       通訊協(xié)議說明

　　RS-422協(xié)議
　　EIA-422（過去稱為RS-422）是一系列的規(guī)定采用4線，全雙工，差分傳輸，多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。RS-422四線接口由于采用單獨(dú)的發(fā)送和接收通道，因此不必控制數(shù)據(jù)方向，各裝置之間任何信號(hào)交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對(duì)單獨(dú)的雙絞線）。RS-422的傳輸距離為4000英尺（約1219米），大傳輸速率為10Mb/s。其平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達(dá)到大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得高速率傳輸。一般100米長(zhǎng)的雙絞線上所能獲得的大傳輸速率僅為1Mb/s。
      常用數(shù)據(jù)格式：1起始位8數(shù)據(jù)位1停止位無奇偶校驗(yàn)位

　　RS-485協(xié)議
　　RS485是一個(gè)定義平衡數(shù)字多點(diǎn)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器和接收器的電氣特性的標(biāo)準(zhǔn)。RS-485多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在同一總線上多可以掛接32個(gè)節(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來;但只有在模電壓為-7到+12V內(nèi)才能正常通訊，否則會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。
　　常用數(shù)據(jù)格式：1起始位8數(shù)據(jù)位1停止位無奇偶校驗(yàn)位

　　CANopen協(xié)議
　　CAN是Controller Area Network的縮寫（以下稱為CAN），是ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議，CAN信號(hào)使用的是差分電壓傳送，兩條信號(hào)線被稱為CANH和CANL，。靜態(tài)時(shí)均為2.5V左右，此時(shí)狀態(tài)表示邏輯“1”也可以叫做“隱性”。用CANH比CANL高表示邏輯“0”，稱為“顯性”，此時(shí)，通常電壓值為：CANH=3.5V;CANL=1.5V。

       數(shù)據(jù)波形

　　同步串行接口SSI
　　同步串行接口（Synchronous Serial Interface,以下簡(jiǎn)稱SSI）是一種點(diǎn)到點(diǎn)的、同步的、串行的數(shù)字傳輸，通常，作為主機(jī)的控制器與作為從機(jī)的編碼器通過時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線構(gòu)成點(diǎn)到點(diǎn)連接，時(shí)鐘總是由主機(jī)發(fā)出，數(shù)據(jù)由從機(jī)發(fā)出，配合時(shí)鐘同步響應(yīng)，通訊是單向的。
　　時(shí)序圖

 　　絕 對(duì)位置值有時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)，從高位（MSB）開始輸出與時(shí)鐘信號(hào)同步的串行信號(hào),當(dāng)不傳送信號(hào)時(shí)，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)均為高位，在時(shí)鐘信號(hào)的第 1個(gè)下降沿，當(dāng)前值開始儲(chǔ)存，從時(shí)鐘信號(hào)上升沿開始數(shù)據(jù)開始傳送。
　　說明：
　　時(shí)鐘500Khz<fclk<2MHZ建議使用1MHz時(shí)鐘
　　T=0.5—2us每個(gè)脈沖周期n為編碼器總位數(shù)
　　t1>0.5us每個(gè)脈沖半周期
　　t2≤0.3us數(shù)據(jù)輸出延遲時(shí)間
　　t3>20us數(shù)據(jù)恢復(fù)（熄滅）時(shí)間

　　同步串行接口BISS
　　BiSS通信協(xié)議是一種全雙工同步串行總線通信協(xié)議，專門為滿足實(shí)時(shí)、雙向、高速的傳感器通信而設(shè)計(jì)，在硬件上兼容工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SSI(同步串行接口協(xié)議)總線協(xié)議。其典型應(yīng)用是在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)器與編碼器通信。BiSS由德國IC-HAUS公司開發(fā)，現(xiàn)已成為傳感器通信協(xié)議的國際化標(biāo)準(zhǔn)。BiSS通信協(xié)議目前的版本是BISS-C
　　時(shí)序圖