摘要：ISP1032是Lattice公司生產(chǎn)的ISP系列在線可編程器件中的一種，本文介紹了使用一片ISP1032芯片來設(shè)計(jì)光柵編碼器計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡的硬件電路和設(shè)計(jì)方法，并給出了接口驅(qū)動(dòng)程序。

    關(guān)鍵詞：ISP1032 光柵編碼數(shù)據(jù)采集 接口 驅(qū)動(dòng)

1 引言

光柵編碼器的信號(hào)一般應(yīng)由接口電路完成方向識(shí)別和脈沖計(jì)數(shù)后再送入計(jì)算機(jī)，由于還要進(jìn)行地址譯碼和讀取控制，因而線路比較復(fù)雜。筆者采用Lattice公司的ISP1032芯片完成了兩個(gè)光柵編碼器的數(shù)據(jù)采集功能，該設(shè)計(jì)方法使整個(gè)接口卡只要一塊ISP1032即可，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需調(diào)試。

2 接口卡組成

用Lattice公司的在線可編程工具ispEXPERTsystem結(jié)合ABLE語言進(jìn)行圖1中各線路功能的設(shè)計(jì)。

2.1 地址譯碼器設(shè)計(jì)

I111單元為地址譯碼器，來自總線的地址a0-a9以及io信號(hào)經(jīng)組合可得到y(tǒng)3、y2、y1、y01、y6、y7六個(gè)輸出信號(hào)，y6、y7是計(jì)數(shù)器I136、I137的復(fù)位信號(hào)，y01用作數(shù)據(jù)總線開通信號(hào)，y1用作高、低字節(jié)的選通信號(hào)，y3、y2作為RS觸發(fā)器I136的置位、復(fù)位信號(hào)，I135的輸出Q0用于兩個(gè)計(jì)數(shù)器I136和I137的選擇信號(hào)。下面是用ABLE編寫的語言代碼：

MODULE addr

TITLE'addr decoder'

a9,a8,a7,a6,a5,a4,a3,a2,a1,a0,ior pin;

y3,y2,y1,y01,y6,y7 pin istype'com';

equations

y7=(a9&a8&!a7&!a6&! a5&! A4&!a3&a2&a1&a0&!ior);

y6=(a9&a8&!a7&!a6&!a5&!a4&!a3&!a2&a1&a0&!ior);

y3=(a9&a8&!a7&!a6&!a5&!a4&!a3&!a2&al&a0&!ior);

y2=!(a9&a8&!a7&!a6&!a5&!a4&!a3&!a2&a1&!a0&!ior);

y1=(a9&a8&!a7&!a6&!a5&!a4&!a3&!a2&!a1&!a0&!ior);

y01=(a9&a8&!a7&!a6&!a5&!a4&!a3&!a2&!a1&!ior)；

END

2.2 方向識(shí)別和計(jì)數(shù)功能設(shè)計(jì)

光柵編碼器在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出兩相脈沖A、B，其相位關(guān)系反映了編碼器的旋轉(zhuǎn)方向，如圖2所示。如果編碼器沿著+n方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則輸出的波形是A先于B在上升沿出現(xiàn)（用實(shí)箭頭標(biāo)出）；相反如果編碼器沿著-n方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則輸出的波形是B先于A在上升沿出現(xiàn)（用虛箭頭標(biāo)出），這兩種情況的判斷是很容易的，因?yàn)橹灰容^A、B相脈沖上升沿出現(xiàn)的先后就可以了。但是如果編碼器的運(yùn)動(dòng)是或進(jìn)或退的，以上方向就不足以輸出一個(gè)脈沖，而這一位置又恰好使得A（或B）相輸出出現(xiàn)在脈沖邊沿附近，這樣就出現(xiàn)一相上升沿來后而另一相不時(shí)出現(xiàn)上升沿下降沿的情況，這時(shí)如果沿用前面方法，就不能判斷編碼器的運(yùn)動(dòng)方向，也不能準(zhǔn)確記錄編碼器運(yùn)動(dòng)過的角度。

解決這一問題的辦法是引入總線時(shí)鐘信號(hào)osc，在每個(gè)osc周期內(nèi)都對(duì)A的當(dāng)前狀態(tài)和B的前兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行比較，采用D觸發(fā)器I106、I107、I109和I110作為兩個(gè)B相脈沖的前狀態(tài)寄存器實(shí)現(xiàn)增減計(jì)數(shù)的邏輯表達(dá)式為：當(dāng)（（bb$bf）&a&!bb）為1時(shí)計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)（（bb$bf）&a&!bb）為0時(shí)計(jì)數(shù)器減1。