一種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，包括下述步驟：定義穩(wěn)定狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示，并存儲(chǔ)該標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示；接收當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)，并將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為當(dāng)前數(shù)字表示；將所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果決定是否計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。通過(guò)將采集的旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)用數(shù)字表示，并將該數(shù)字信號(hào)與預(yù)存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示進(jìn)行比較，篩去不匹配數(shù)字信號(hào)，消除由于機(jī)械抖動(dòng)造成的誤判。
【專利說(shuō)明】
一種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法及其系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及速度檢測(cè)方法及其系統(tǒng)，特別是一種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)噴墨打印設(shè)備的運(yùn)行和使用中，打印機(jī)需要連接一種增量式的旋轉(zhuǎn)編碼 器，來(lái)獲取打印介質(zhì)(如紙張，以下簡(jiǎn)稱介質(zhì)）的運(yùn)動(dòng)速度。編碼器有兩種方式與介質(zhì)運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)連接，一種是與驅(qū)動(dòng)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸軸向套接在一起;另一種是將編碼器安裝一個(gè)從 動(dòng)輪使該從動(dòng)輪直接與運(yùn)輸介質(zhì)的皮帶接觸。通過(guò)統(tǒng)計(jì)編碼器的輸出脈沖數(shù)量，計(jì)算打印 介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度。由于高質(zhì)量、高分辨率打印的需要，對(duì)編碼器的準(zhǔn)確測(cè)速提出了很高的要 求。
[0003] 在打印設(shè)備的作業(yè)環(huán)境中，要求在打印過(guò)程中介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度是勻速的，如果沒(méi) 有振動(dòng)或外力對(duì)編碼器旋轉(zhuǎn)軸的沖擊等干擾，那么編碼器將輸出固定周期的方波脈沖信 號(hào)，測(cè)速電路通過(guò)統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)量測(cè)量介質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度，其結(jié)果也將是勻速的。
[0004] 由于在實(shí)際的打印作業(yè)環(huán)境中，勻速旋轉(zhuǎn)的編碼器容易受到其所在的機(jī)械平臺(tái)的 振動(dòng)、或直接作用于編碼器的旋轉(zhuǎn)軸的外部沖擊力。以上兩種情況都可能造成碼盤的抖動(dòng)， 而給碼盤及光電檢測(cè)電路的正常工作帶來(lái)干擾。當(dāng)編碼器受到干擾時(shí)，它輸出的脈沖信號(hào) 就會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，此時(shí)編碼器輸出的脈沖信號(hào)不再是固定周期的方波。將含有抖動(dòng)脈沖的編 碼器信號(hào)輸入到測(cè)速電路中，測(cè)速電路可能會(huì)出現(xiàn)誤判和計(jì)算錯(cuò)誤，使高質(zhì)量、高分辨率打 印不可能完成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法及其系統(tǒng)，通過(guò)將采 集的旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)用數(shù)字表示，并將該數(shù)字信號(hào)與預(yù)存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示進(jìn)行比 較，篩去不匹配數(shù)字信號(hào)，消除由于機(jī)械抖動(dòng)造成的誤判。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速 方法，包括下述步驟：
[0007] 接收當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)，并將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為當(dāng)前數(shù)字表示；
[0008] 將所述當(dāng)前數(shù)字表示與預(yù)存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果決定是否 計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度；
[0009] 若所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功時(shí)，計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編 碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度;若所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗時(shí)，則不計(jì)算當(dāng)前 狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
[0010] 進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩個(gè)脈沖信號(hào)，以便于確認(rèn)所述旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn) 動(dòng)方向。
[0011] 更進(jìn)一步地，所述確認(rèn)旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)方向具體為:利用所述兩個(gè)脈沖信號(hào)的相 位關(guān)系(超前或滯后)表示和確認(rèn)旋轉(zhuǎn)編碼器不同的旋轉(zhuǎn)方向；
[0012] 更進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)方向由鑒相器進(jìn)行確認(rèn)。
[0013] 更進(jìn)一步地，定義穩(wěn)定狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖信號(hào)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示，所 述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)編碼器的兩個(gè)脈沖信號(hào)。
[0014] 更進(jìn)一步地，記錄所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功的次數(shù)，當(dāng) 所述匹配成功的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)定閾值次數(shù)時(shí)，計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
[0015] 更進(jìn)一步地，所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功時(shí)，記錄匹配成 功的持續(xù)時(shí)間；
[0016] 所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗時(shí)，記錄匹配失敗的持續(xù)時(shí) 間。
[0017] 更進(jìn)一步地，通過(guò)兩個(gè)計(jì)時(shí)器分別記錄所述匹配成功的持續(xù)時(shí)間和匹配失敗的持 續(xù)時(shí)間。
[0018] 更進(jìn)一步地，讀取所述匹配成功的持續(xù)時(shí)間，將該所述匹配成功的持續(xù)時(shí)間作為 計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)速度的一個(gè)參數(shù)。
[0019] 更進(jìn)一步地，記錄所述匹配失敗的次數(shù)；
[0020] 通過(guò)比較不同時(shí)間內(nèi)記錄的匹配失敗的次數(shù)，判定旋轉(zhuǎn)編碼器所處作業(yè)環(huán)境的優(yōu) 劣程度。
[0021] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速系統(tǒng)，包括：
[0022] 旋轉(zhuǎn)編碼器，用于將機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)；
[0023] 存儲(chǔ)器，第一寄存器用于存儲(chǔ)穩(wěn)定狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表 示。第二寄存器用于存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)編碼器運(yùn)行期間當(dāng)前數(shù)字表示與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗的總 次數(shù)；
[0024] 倍頻器，用于接收當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)，并將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為當(dāng) 前數(shù)字表示；
[0025]脈沖計(jì)數(shù)器中的第一計(jì)數(shù)器，用于記錄旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號(hào)經(jīng)四倍頻處理后的信 號(hào)中包含的匹配成功的脈沖數(shù)量；
[0026] 脈沖計(jì)數(shù)器中的第二計(jì)數(shù)器，用于記錄每個(gè)連續(xù)模式匹配失敗期間匹配失敗的次 數(shù)；
[0027] 比較器，用于將所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示進(jìn)行比較，并根據(jù)比較 結(jié)果決定是否計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度；
[0028] 計(jì)算單元，用于計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度；
[0029] 若所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功時(shí)，計(jì)算單元計(jì)算當(dāng)前狀態(tài) 下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度;若所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗時(shí)，計(jì)算 單元不計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
[0030] 更進(jìn)一步地，記錄所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功的次數(shù)，當(dāng) 所述匹配成功的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)定閾值次數(shù)時(shí)，計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
[0031] 更進(jìn)一步地，所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功時(shí)，記錄匹配成 功的持續(xù)時(shí)間；
[0032] 所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗時(shí)，記錄匹配失敗的持續(xù)時(shí) 間。
[0033]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)將采集的旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)用數(shù)字表示，并將該 數(shù)字信號(hào)與預(yù)存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示進(jìn)行比較，篩去不匹配數(shù)字信號(hào)，可消除由于機(jī)械抖動(dòng) 造成的誤判。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為本發(fā)明整體流程圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)編碼器正向旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出脈沖信號(hào)示意圖；
[0036] 圖3為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)編碼器反向旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出脈沖信號(hào)示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明系統(tǒng)連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。 需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被表述"固定于"另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上、或者其間 可以存在一個(gè)或多個(gè)居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被表述"連接"另一個(gè)元件，它可以是直接連 接到另一個(gè)元件、或者其間可以存在一個(gè)或多個(gè)居中的元件。本說(shuō)明書所使用的術(shù)語(yǔ)"垂直 的"、"水平的"、"左"、"右"以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的。
[0039]除非另有定義，本說(shuō)明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說(shuō)明書中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為 了描述具體的實(shí)施例的目的，不是用于限制本發(fā)明。本說(shuō)明書所使用的術(shù)語(yǔ)"和/或"包括一 個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0040]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0041 ] 實(shí)施例1
[0042] 請(qǐng)參閱圖1，一種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，包括下述步驟：
[0043] Sl、定義穩(wěn)定狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示，并存儲(chǔ)該標(biāo)準(zhǔn)數(shù) 字表示。在旋轉(zhuǎn)編碼器跟隨介質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)輸出兩個(gè)脈沖信號(hào)，分別為A相脈沖信號(hào)與B相脈 沖信號(hào)。在平穩(wěn)的狀態(tài)中，旋轉(zhuǎn)編碼器在正轉(zhuǎn)的情況下A相脈沖信號(hào)超前B相脈沖信號(hào)1/4周 期，如圖2所示。FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）電路將順序檢測(cè)A相脈沖信號(hào)的上升沿、B相脈沖 信號(hào)的上升沿、A相脈沖信號(hào)的下降沿以及B相脈沖信號(hào)的下降沿。在旋轉(zhuǎn)編碼器未受干擾 的理想情況下，在連續(xù)4個(gè)1/4周期內(nèi)，F(xiàn)PGA電路從旋轉(zhuǎn)編碼器的兩個(gè)輸入管腳上依次讀取 到的邏輯電平值分別為"10"、"11"、"01"、"〇〇"，通過(guò)移位操作，將這4個(gè)2bit的數(shù)值放置在 一個(gè)8bit的第一寄存器中，那么這個(gè)字節(jié)的數(shù)值為"10110100"，換算成十六進(jìn)制等于0xB4。 在編碼器反轉(zhuǎn)的情況下，B相脈沖信號(hào)超前A相脈沖信號(hào)1/4周期，如圖3所示，F(xiàn)PGA電路將順 序檢測(cè)B相脈沖信號(hào)的上升沿、A相脈沖信號(hào)的上升沿、B相脈沖信號(hào)的下降沿以及A相脈沖 信號(hào)的下降沿。在編碼器未受干擾的穩(wěn)定情況下，在連續(xù)4個(gè)1/4周期內(nèi)，F(xiàn)PGA從兩個(gè)輸入管 腳上讀取到的數(shù)值分別為"01"、"11"、"10"、"00"，通過(guò)移位操作，將這4個(gè)2bit的數(shù)值放置 在一個(gè)8bit的第一寄存器中，形成一個(gè)字節(jié)的數(shù)值為"01111000"，換算成十六進(jìn)制等于 0x78〇
[0044] S2、接收當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)，并將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為當(dāng)前數(shù)字表 示。在旋轉(zhuǎn)編碼器跟隨介質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)輸出兩個(gè)脈沖信號(hào)，分別為A相脈沖信號(hào)與B相脈沖信 號(hào)。為了得到一個(gè)穩(wěn)定且容易獲取的脈沖信號(hào)，需要對(duì)A相脈沖信號(hào)與B相脈沖信號(hào)進(jìn)行倍 頻處理，采用四倍倍頻器對(duì)A相脈沖信號(hào)與B相脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，將處理后的A相脈沖信號(hào) 與B相脈沖信號(hào)移位到比較器中，由比較器對(duì)上述脈沖信號(hào)進(jìn)行處理。四倍倍頻器工作時(shí)， 根據(jù)編碼器正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的情況，將每個(gè)1/4周期內(nèi)讀取到的A相脈沖信號(hào)電平值和B相脈沖信 號(hào)電平值組成一個(gè)2bit的數(shù)值，與對(duì)應(yīng)的1/4周期內(nèi)的理想的2bit值進(jìn)行比較，如果相等， 則四倍倍頻器將第一計(jì)數(shù)器加一，當(dāng)該第一計(jì)數(shù)器達(dá)到最大值(Oxffffffff)時(shí)，進(jìn)行清零 然后重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。
[0045] S3、將所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果決定是 否計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。將記錄在第一寄存器內(nèi)平穩(wěn)的狀態(tài)中連續(xù)4個(gè) 1/4周期內(nèi)的脈沖信號(hào)的數(shù)字表示，與由第一脈沖計(jì)數(shù)器記錄的當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器輸 出的連續(xù)4個(gè)1/4周期內(nèi)脈沖信號(hào)的當(dāng)前數(shù)字表示進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來(lái)決定是否采用 當(dāng)前的測(cè)量參數(shù)計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。具體比較結(jié)果及后續(xù)處理方案為:若當(dāng) 前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功時(shí)，計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度； 若當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗時(shí)，則不計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn) 動(dòng)速度。
[0046 ]由于旋轉(zhuǎn)編碼器輸出有兩個(gè)脈沖信號(hào)，分別為A相脈沖信號(hào)與B相脈沖信號(hào)。A相脈 沖信號(hào)與B相脈沖信的作用是:便于確認(rèn)所述旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。故在步驟S2之前需要 確認(rèn)旋轉(zhuǎn)編碼器的旋轉(zhuǎn)方向。確認(rèn)旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)方向具體為:定義所述兩個(gè)脈沖信號(hào)分 別表示旋轉(zhuǎn)編碼器不同的旋轉(zhuǎn)方向；根據(jù)所述兩個(gè)脈沖信號(hào)到達(dá)時(shí)間的不同，確認(rèn)旋轉(zhuǎn)編 碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。舉例說(shuō)明，設(shè)定A相脈沖信號(hào)表示旋轉(zhuǎn)編碼器在正轉(zhuǎn)的情況，設(shè)定B相脈沖 信號(hào)表示旋轉(zhuǎn)編碼器在反轉(zhuǎn)的情況，旋轉(zhuǎn)編碼器在正轉(zhuǎn)的情況下A相脈沖信號(hào)超前B相脈沖 信號(hào)1/4周期，如圖2所示。通過(guò)鑒相器檢測(cè)A相脈沖信號(hào)與B相脈沖信號(hào)之間的相位差，若A 相脈沖信號(hào)先行到達(dá)鑒相器內(nèi)，則認(rèn)定旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)軸正向旋轉(zhuǎn)。在編碼器反轉(zhuǎn)的情況 下，B相脈沖信號(hào)超前A相脈沖信號(hào)1/4周期，如圖3所示，通過(guò)鑒相器檢測(cè)A相脈沖信號(hào)與B相 脈沖信號(hào)之間的相位差，若B相脈沖信號(hào)先行到達(dá)鑒相器內(nèi)，則認(rèn)定旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)軸反向 旋轉(zhuǎn)。
[0047] 在一些實(shí)施方式中，步驟S3中比較的結(jié)果會(huì)被記錄，記錄結(jié)果用于上位機(jī)評(píng)估旋 轉(zhuǎn)編碼器作業(yè)環(huán)境中是否存在干擾以及所處環(huán)境的優(yōu)劣程度。具體為:設(shè)置第二脈沖計(jì)數(shù) 器記錄當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗的次數(shù)，第二脈沖計(jì)數(shù)器上還連接第 二寄存器。當(dāng)模式匹配成功時(shí)，先判斷第二脈沖計(jì)數(shù)器的值是否為零，如果不為零，則將第 二脈沖計(jì)數(shù)器的值累加進(jìn)入第二寄存器，然后立即將第二脈沖計(jì)數(shù)器清零。當(dāng)模式匹配失 敗時(shí)，將第二脈沖計(jì)數(shù)器加1，同時(shí)立即將第一計(jì)數(shù)器清零。
[0048] 與旋轉(zhuǎn)編碼器連接的上位機(jī)通過(guò)定期地讀取第二寄存器內(nèi)的值，就可以分析出當(dāng) 前編碼器所處作業(yè)環(huán)境的優(yōu)劣程度?；痉椒Ｐ秃筒襟E是：
[0049] (l)ta時(shí)刻，上位機(jī)讀取并記錄第二寄存器的值；
[0050] (2) tb時(shí)刻，上位機(jī)再次讀取并記錄第二寄存器的值；
[0051] (3)計(jì)算兩次的差值，如果差值小于等于整數(shù)Nl則認(rèn)為環(huán)境狀況為良好，如果差值 大于Nl且小于等于N2，則認(rèn)為環(huán)境狀況較差，如果差值大于N2則認(rèn)為環(huán)境狀況惡劣。（NI、N2 為根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)定的閾值Nl〈N2，tb-ta近似等于一個(gè)固定的時(shí)間間隔如5分鐘）
[0052] 通過(guò)這種方法，上位機(jī)或ARM和FPGA電路組成的整個(gè)打印系統(tǒng)，就具備了編碼器環(huán) 境監(jiān)測(cè)的功能，并能通過(guò)聲、光、電等形式的手段通知用戶。
[0053] 在一些實(shí)施方式中，采用計(jì)算單元對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器接觸的介質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算單元中，設(shè)置了兩個(gè)計(jì)時(shí)器第一計(jì)時(shí)器、第二計(jì)時(shí)器，第一計(jì)時(shí)器、第二計(jì)時(shí)器的操作 規(guī)則是：
[0054] (1)當(dāng)檢測(cè)到模式匹配失敗時(shí)，計(jì)時(shí)器第一計(jì)時(shí)器清零、計(jì)數(shù)器第二計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì) 時(shí)。
[0055] (2)當(dāng)檢測(cè)到模式匹配成功時(shí)，計(jì)時(shí)器第二計(jì)時(shí)器清零、計(jì)時(shí)器第一計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì) 時(shí)。
[0056] 因此，計(jì)時(shí)器第一計(jì)時(shí)器對(duì)應(yīng)著連續(xù)模式匹配成功所持續(xù)的時(shí)間，計(jì)時(shí)器第二計(jì) 時(shí)器對(duì)應(yīng)著連續(xù)模式匹配失敗所持續(xù)的時(shí)間。
[0057]當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)器大于某個(gè)閾值時(shí)，開(kāi)始實(shí)時(shí)地計(jì)算介質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度V(米/分鐘），計(jì)算 公式為
[0058]
[0059]兵十，Ui刀胍YTTT雙益十弟一 TT妓器的值，D為編碼器旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)輪的直徑，計(jì)算 時(shí)將其單位換算為米(m)，T1為第一計(jì)時(shí)器中記錄的時(shí)間，計(jì)算時(shí)將其單位換算為分鐘。
[0060] 介質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算完畢，立即刷新FPGA與上位機(jī)接口的速度寄存器，上位機(jī)定期 地輪詢這個(gè)寄存器，就可以獲悉打印介質(zhì)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)速度。
[0061] 從前面的算法及各種計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器的操作規(guī)則中，不難看出，本發(fā)明的技術(shù)方案 本質(zhì)上是通過(guò)將編碼器實(shí)際輸出的字節(jié)與兩種正?；蚶硐肭闆r下的正轉(zhuǎn)模式(0XB4)或反 轉(zhuǎn)模式(0x78)進(jìn)行比較和模式匹配，如果發(fā)現(xiàn)模式匹配失敗，則立即丟棄這段不匹配的波 形脈沖，停止測(cè)速，直到FPGA電路監(jiān)測(cè)到模式匹配成功，才開(kāi)始測(cè)速。
[0062] 本實(shí)施方式中所述的介質(zhì)為能夠用于打印機(jī)打印的片狀材料:如紙張、塑料膜或 其他片狀打印載體。
[0063] 實(shí)施例2
[0064] 請(qǐng)參閱圖2, 一種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速系統(tǒng)，包括:FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）電路與旋 轉(zhuǎn)編碼器。FPGA電路2包括:存儲(chǔ)器16、脈沖計(jì)數(shù)器13、比較器14和計(jì)算單元15。其中，旋轉(zhuǎn)編 碼器1用于將機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào);存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)穩(wěn)定狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器1輸出 脈沖信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示;倍頻器用于接收當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器1的脈沖信號(hào)，并將該脈 沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為當(dāng)前數(shù)字表示;脈沖計(jì)數(shù)器中的第一計(jì)數(shù)器用于記錄旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號(hào)經(jīng) 四倍頻處理后的信號(hào)中包含的匹配成功的脈沖數(shù)量;脈沖計(jì)數(shù)器中的第二計(jì)數(shù)器，用于記 錄每個(gè)連續(xù)模式匹配失敗期間匹配失敗的次數(shù);比較器用于將當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)字表示進(jìn)行比較;計(jì)算單元用于根據(jù)比較結(jié)果決定是否計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器1的 轉(zhuǎn)動(dòng)速度，比較結(jié)果為:若所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功時(shí)，計(jì)算單元 計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度;若所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹 配失敗時(shí)，計(jì)算單元不計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。本實(shí)施方式中旋轉(zhuǎn)編碼器 1測(cè)速系統(tǒng)還包括:鑒相器11與倍頻器12,鑒相器11用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)編碼器1輸出的脈沖信號(hào) 的相移值，以便于確認(rèn)所述旋轉(zhuǎn)編碼器1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，倍頻器12用于將旋轉(zhuǎn)編碼器1輸出的 脈沖信號(hào)進(jìn)行四倍頻處理。本編碼器測(cè)速系統(tǒng)各期間之間的連接關(guān)系為:旋轉(zhuǎn)編碼器1的兩 個(gè)輸出端與鑒相器11連接，鑒相器的輸出信號(hào)直接與倍頻器12連接，倍頻器12的輸出端分 別與比較器與脈沖計(jì)數(shù)器連接，比較器與脈沖計(jì)數(shù)器的輸出端分別與計(jì)算單元連接，脈沖 計(jì)數(shù)器與比較器之間也建立有連接關(guān)系。
[0065] 作為倍頻器的一種選擇性實(shí)施例，倍頻器具體為二倍倍頻器。當(dāng)倍頻器為二倍倍 頻器時(shí)，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示發(fā)生變化，相應(yīng)的正確的當(dāng)前數(shù)字表示也同步發(fā)生變 化。
[0066] 其中，存儲(chǔ)器包括:第一寄存器與第二寄存器，第一寄存器與比較器連接。第一寄 存器用于存儲(chǔ)穩(wěn)定狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器1輸出脈沖信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示，第二寄存器用于存 儲(chǔ)當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗的總次數(shù)。
[0067] 脈沖計(jì)數(shù)器包括:第一脈沖計(jì)數(shù)器與第二脈沖計(jì)數(shù)器，第一脈沖計(jì)數(shù)器用于記錄 倍頻器12輸出的脈沖個(gè)數(shù)，第二脈沖計(jì)數(shù)器與比較器連接用于記錄連續(xù)模式匹配失敗期間 的當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗的次數(shù)，并根據(jù)操作規(guī)則將其記錄的失敗 次數(shù)累加進(jìn)第二寄存器中。
[0068] 計(jì)算單元包括:第一計(jì)時(shí)器、第二計(jì)時(shí)器，第一計(jì)時(shí)器、第二計(jì)時(shí)器的操作規(guī)則是：
[0069] (1)當(dāng)檢測(cè)到模式匹配失敗時(shí)，計(jì)時(shí)器第一計(jì)時(shí)器清零、計(jì)數(shù)器第二計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì) 時(shí)。
[0070] (2)當(dāng)檢測(cè)到模式匹配成功時(shí)，計(jì)時(shí)器第二計(jì)時(shí)器清零、計(jì)時(shí)器第一計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì) 時(shí)。
[0071]因此，計(jì)時(shí)器第一計(jì)時(shí)器對(duì)應(yīng)著連續(xù)模式匹配成功所持續(xù)的時(shí)間，計(jì)時(shí)器第二計(jì) 時(shí)器對(duì)應(yīng)著連續(xù)模式匹配失敗所持續(xù)的時(shí)間。
[0072]本實(shí)施例中僅說(shuō)明旋轉(zhuǎn)編碼器1測(cè)速系統(tǒng)硬件連接關(guān)系，其具體工作機(jī)理與方法， 請(qǐng)參閱實(shí)施例1中的旋轉(zhuǎn)編碼器1測(cè)速方法。
[0073]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的說(shuō)明書及其附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例，但是， 本發(fā)明可以通過(guò)許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本說(shuō)明書所描述的實(shí)施例，這些實(shí)施例 不作為對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的額外限制，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解 更加透徹全面。并且，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實(shí)施例，均 視為本發(fā)明說(shuō)明書記載的范圍；進(jìn)一步地，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明 加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，其特征在于，包括下述步驟： 接收當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)，并將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為當(dāng)前數(shù)字表示； 將所述當(dāng)前數(shù)字表示與預(yù)存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果決定是否計(jì) 算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度； 若所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功時(shí)，計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器 的轉(zhuǎn)動(dòng)速度;若所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗時(shí)，則不計(jì)算當(dāng)前狀態(tài) 下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，其特征在于，所述方法還包括:定義穩(wěn) 定狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖信號(hào)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示，所述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示對(duì)應(yīng)于旋 轉(zhuǎn)編碼器的兩個(gè)脈沖信號(hào)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，其特征在于，記錄所述當(dāng)前數(shù)字表示與 存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功的次數(shù)，當(dāng)所述匹配成功的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)定閾值次數(shù)時(shí)，計(jì) 算所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)速度。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，其特征在于，所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ) 的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功時(shí)，記錄匹配成功的持續(xù)時(shí)間； 所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗時(shí)，記錄匹配失敗的持續(xù)時(shí)間。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，其特征在于，通過(guò)兩個(gè)計(jì)時(shí)器分別記錄 所述匹配成功的持續(xù)時(shí)間和匹配失敗的持續(xù)時(shí)間。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，其特征在于，讀取所述匹配成功的持續(xù) 時(shí)間，將該所述匹配成功的持續(xù)時(shí)間作為計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)速度的一個(gè)參數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，其特征在于，記錄所述匹配失敗的次 數(shù)； 通過(guò)比較不同時(shí)間內(nèi)記錄的匹配失敗的次數(shù)，以判定旋轉(zhuǎn)編碼器的作業(yè)環(huán)境的優(yōu)劣程 度。8. -種旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于，包括： 旋轉(zhuǎn)編碼器，用于將機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)； 存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)穩(wěn)定狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示； 倍頻器，用于接收當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)，并將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為當(dāng)前數(shù) 字表不； 比較器，用于將所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果 決定是否計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度； 計(jì)算單元，用于計(jì)算旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度； 若所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功時(shí)，計(jì)算單元計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋 轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度;若所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗時(shí)，計(jì)算單元 不計(jì)算當(dāng)前狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，其特征在于，記錄所述當(dāng)前數(shù)字表示與 存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功的次數(shù)，當(dāng)所述匹配成功的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)定閾值次數(shù)時(shí)，計(jì) 算所述旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)速度。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速方法，其特征在于，所述當(dāng)前數(shù)字表示與存 儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配成功時(shí)，記錄匹配成功的持續(xù)時(shí)間； 所述當(dāng)前數(shù)字表示與存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表示匹配失敗時(shí)，記錄所述匹配失敗的次數(shù)和匹 配失敗的持續(xù)時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G01P3/44GK105842473SQ201610191696
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】瞿浩正, 韓業(yè)實(shí), 湯麗艷, 劉杰, 李偉波
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