Hardware Reference
In-Depth Information
Zahlen wird der Typ »tSigned« benutzt. Beide Typen sind in dem eigenen
Package »Tuc.Numeric_Sim«, das mit auf der Web-Seite steht, definiert und
sind mit dem Typ std_logic_vector eng verwandt (siehe später Abschnitt
3.2.7).
1.6.6 Beispiel Wegemessung mit Quadratur-Encoder
Ein Quadratur-Encoder ist ein Signalgeber für eine inkrementelle Wegemes-
sung. Er besteht aus einer rotierenden Scheibe mit Löchern und einer Doppel-
lichtschranke (Abb. 1.80a). Die Löcher in der Scheibe und die beiden Licht-
schranken sind dabei so angeordnet, dass bei einer Rotation der Scheibe an
den Lichtschrankenausgängen Impulse mit einem Tastverhältnis 1:1 erzeugt
werden, die um eine viertel Periode zueinander versetzt sind. Bei einer Vor-
wärtsbewegung wechselt das Ausgabesignal zuerst am Ausgang a und bei einer
Rückwärtsbewegung zuerst am Ausgang b (Abb. 1.80 b).
a
b
a'
b' b”
a”
a”b”a'
b'
ct
0
000
0
0
0
00 1
1
0
0
0
0
+1
−
1
T
1
1
1
01
00
11
+1
−
1
vorw¨arts r¨uckw¨arts
1
1
1
0
0
0
10
11
00
+1
−
1
a'
1
1
vorw¨arts
r¨uckw¨arts
0
b'
1
1
1
1
1
1
11
1
0
0
−
1
ct
a)
b)
1230 4
45 3210
c)
0
1
+1
Abb. 1.80. Wegemessung mit einem Quadratur-Encoder a) Messanordnung mit
Abtast- und Zustandsregister b) abgetastete Encoder-Ausgaben und Zählverhal-
ten c) tabellarische Ausgabefunktion
Ein digitales Wegemesssystem mit einem Quadratur-Encoder besteht aus
dem Abtastregister für die beiden asynchronen Eingabesignale, einem Vor-
wärts-Rückwärts-Zähler und einem Steuerautomaten. Der Steuerautomat hat
vier Zustände. Das sind in diesem speziellen Fall die vier Variationen der Ab-
tastwerte a”b” des Zeitschritts zuvor. Der Folgezustand ist praktisch gleich
der abgetasteten Eingabe. Abbildung 1.80c zeigt die den Zustandsüber-
gängen zugeordneten Operationen. Bei einer Vorwärtsdrehung schaltet zu-
erst a ein (a”b”a'b' = 0010), dann schaltet b ein (a”b”a'b' = 1011), dann a
aus (a”b”a'b' = 1101) und zum Schluss b aus (a”b”a'b' = 0100). Bei jedem
dieser Übergänge ist der Zählstand zu erhöhen. Wenn zuerst b einschaltet
(a”b”a'b' = 0001), dann a einschaltet (a”b”a'b' = 0111), dann b ausschaltet
(a”b”a'b' = 1110) und zum Schluss a ausschaltet (a”b”a'b' = 1000), hat sich
das Encoder-Rad je einen Schritt zurückgedreht. Der Zählstand ist um »1«
zu verringern.
