高速計(jì)數(shù)及脈沖輸出指令.ppt

第十章 高速計(jì)數(shù)及脈沖輸出指令,第一節(jié) 高速計(jì)數(shù)器,一、 高速計(jì)數(shù)器,6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（HSC0HSC5），如表所示。這6個(gè)高速計(jì)數(shù)器均為32位雙向計(jì)數(shù)器,1. 高速計(jì)數(shù)器指令,（1）高速計(jì)數(shù)器定義指令（HDEF）為指定的高速計(jì)數(shù)器（HSCx）設(shè)置一種工作模式，工作模式?jīng)Q定了高速計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘、方向、啟動(dòng)和復(fù)位功能。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器只能用一條HDEF指令。 （2）高速計(jì)數(shù)器指令（HSC）中參數(shù)N用來(lái)設(shè)置高速計(jì)數(shù)器的編號(hào)。,2. 高速計(jì)數(shù)器編程,1） 定義計(jì)數(shù)器模式和輸入,類型： 1.帶有內(nèi)部方向控制的單相計(jì)數(shù)器 2.帶有外部方向控制的單相計(jì)數(shù)器 3.帶有兩個(gè)時(shí)鐘輸入的雙相計(jì)數(shù)器 4.A/B相正交計(jì)數(shù)器。 模式：模式0模式11,在使用高速計(jì)數(shù)器時(shí)，除了要定義它的工作模式外，還必須正確地使用它的輸入點(diǎn)。同一個(gè)輸入點(diǎn)不能同時(shí)用于兩個(gè)不同的功能，但是任何一個(gè)沒(méi)有被高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前模式使用的輸入點(diǎn)，可以被用作其它用途。例如，如果HSC0正被用于模式1，它占用I0.0和I0.2，則I0.1可以被HSC3占用。,高速計(jì)數(shù)器的工作模式和輸入點(diǎn),（2）設(shè)置控制字節(jié),然后用HDEF指令定義高速計(jì)數(shù)器HSC1的工作模式為模式11。將A相信號(hào)輸入接I0.6，B相信號(hào)輸入接I0.7，外部復(fù)位端接I1.0，外部啟動(dòng)端接I1.1。,（3）設(shè)置初始值和預(yù)置值,每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有一個(gè)32位的初始值和一個(gè)32位的預(yù)置值，均為帶符號(hào)整數(shù)。為了向高速計(jì)數(shù)器裝入新的初始值和預(yù)置值，必須先設(shè)置控制字節(jié)，并且把初始值和預(yù)置值存入特殊存儲(chǔ)器中，然后執(zhí)行HSC指令，即可完成高速計(jì)數(shù)器初始值的設(shè)定及更新。,（4）指定并使能中斷服務(wù)程序,所有計(jì)數(shù)器模式都支持在HSC的當(dāng)前值等于預(yù)置值時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷事件。,（5）高速計(jì)數(shù)器的狀態(tài)位,二、 高速計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例,1. 帶有內(nèi)部方向控制的單相計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)方向采用控制位設(shè)定，如使用HSC0時(shí)，計(jì)數(shù)方向控制位SM37.3，當(dāng)該位設(shè)定為0時(shí)為減計(jì)數(shù)器，設(shè)定為1時(shí)為增計(jì)數(shù)器。,【例題8.2】使用高速計(jì)數(shù)器HSC0和中斷指令對(duì)輸入端I0.0脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值大于50時(shí)輸出端Q0.0接通。,2. 帶有外部方向控制的單相計(jì)數(shù)器,外部方向控制為采用專用的輸入端口作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向控制，如使用HSC0時(shí)，使用I0.1為計(jì)數(shù)方向控制，置1時(shí)為增計(jì)數(shù)器。,系統(tǒng)自動(dòng)分配I0.0為HSC0的計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端；I0.1接通是增計(jì)數(shù)器，斷開(kāi)是減計(jì)數(shù)器；I0.2是復(fù)位端。,3. 帶有增減計(jì)數(shù)時(shí)鐘的雙相計(jì)數(shù)器,雙相計(jì)數(shù)器為帶有兩相計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入的計(jì)數(shù)器。其中一相時(shí)鐘為增計(jì)數(shù)時(shí)鐘，一相為減計(jì)數(shù)時(shí)鐘。增時(shí)鐘輸入口上有1個(gè)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值加1；減時(shí)鐘輸入口上有1個(gè)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減1，,系統(tǒng)自動(dòng)分配I0.6為HSC1的增計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端，I0.7為HSC1的減計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端；I1.0是復(fù)位端，I1.1是啟動(dòng)端。,4. A/B相正交計(jì)數(shù)器,A/B相正交計(jì)數(shù)器也具有兩相時(shí)鐘輸入端，分別為A時(shí)鐘和B時(shí)鐘。A/B相正交計(jì)數(shù)器利用兩個(gè)輸入脈沖相位的比較確定計(jì)數(shù)的方向，當(dāng)時(shí)鐘A的上升沿超前與時(shí)鐘B的上升沿時(shí)為增計(jì)數(shù)，滯后時(shí)則為減計(jì)數(shù)。,【例題】假設(shè)某單向旋轉(zhuǎn)機(jī)械上連接了一個(gè)A/B兩相正交脈沖增量旋轉(zhuǎn)編碼器，計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)就代表了旋轉(zhuǎn)軸的位置。編碼器旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生10個(gè)A/B相脈沖和一個(gè)復(fù)位脈沖（C相或Z相），需要在第5和第8個(gè)脈沖所代表的位置之間接通Q0.0，其余位置Q0.0斷開(kāi)。,系統(tǒng)自動(dòng)分配I0.0為HSC0的A相信號(hào)輸入端，I0.1為HSC0的B相信號(hào)輸入端；I0.2是復(fù)位端。,第三節(jié) 高速輸出功能,在指定輸出點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)脈沖串輸出（PTO）和脈寬調(diào)制（PWM）功能,指定輸出點(diǎn)：Q0.0，Q0.1,PTO可以輸出一串脈沖（占空比50），用戶可以通過(guò)特殊寄存器SM控制脈沖的周期和個(gè)數(shù)。,PWM可以輸出一段占空比可調(diào)的脈沖，用戶可以通過(guò)特殊寄存器SM控制脈沖的周期和脈寬。,PLS Q0.X,其中X取0或1,1. PTO,PTO按照一定的脈沖個(gè)數(shù)和周期輸出一串方波（占空比50） 。可以指定脈沖數(shù)和周期（以微秒或毫秒為增加量）。,脈沖個(gè)數(shù)：1到4，294，967，295,周期：10s到65,535s 2ms到65,535ms,周期為偶數(shù)，如果周期為奇的微秒數(shù)或毫秒數(shù)（例75ms ） 將會(huì)引起占空比失真,（1）PTO脈沖串的單段管線,一次只能存儲(chǔ)一段脈沖串的屬性，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖串發(fā)送完成，第二個(gè)脈沖串要改變特殊寄存器，并再次執(zhí)行PLS指令。,（2） PTO脈沖串的多段管線,一次設(shè)定多段脈沖串的屬性。屬性可以存入V存儲(chǔ)器的包絡(luò)表中。,每段記錄的長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)，由16位周期值、16位周期增量值和32位脈沖個(gè)數(shù)值組成。在周期增量處輸入一個(gè)正值將增加周期；輸入一個(gè)負(fù)值將減少周期；輸入0將不改變周期,當(dāng)PTO包絡(luò)執(zhí)行時(shí)，當(dāng)前啟動(dòng)的段的編號(hào)保存在SMB166（或SMB176）,PWM產(chǎn)生一個(gè)占空比變化周期固定的脈沖輸出，可以微秒或者毫秒為單位指定其周期和脈沖寬度。,2. PWM,周期：10s65,535s 2ms65,535ms,脈寬：0s65,535s 0ms65,535ms,同步更新：如果不需要改變時(shí)間基準(zhǔn)，就可以進(jìn)行同步更新。利用同步更新，波形特性的變化發(fā)生在周期邊沿，提供平滑轉(zhuǎn)換。,異步更新：PWM的典型操作是當(dāng)周期時(shí)間保持常數(shù)時(shí)變化脈沖寬度。所以，不需要改變時(shí)間基準(zhǔn)。但是，如果需要改變PTO/PWM發(fā)生器的時(shí)間基準(zhǔn)，就要使用異步更新。異步更新會(huì)造成PTO/PWM功能被瞬時(shí)禁止，和PWM波形不同步。這會(huì)引起被控設(shè)備的振動(dòng)。,第四節(jié) PTO和PWM功能的配置,二、包絡(luò)表值的計(jì)算,PTO/PWM的多段管線功能在許多應(yīng)用中非常有用，尤其在步進(jìn)電機(jī)控制中。,例如利用帶有脈沖包絡(luò)的PTO控制步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)加速、勻速和減速。包絡(luò)表值包含三段：加速（1）、勻速（2）、減速（3）。,假定需要4000個(gè)脈沖達(dá)到要求的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)，啟動(dòng)和結(jié)束頻率是2kHz，最大脈沖頻率是10kHz。由于包絡(luò)表中的值是用周期表示的，而不是用頻率，需要把給定的頻率值轉(zhuǎn)換成周期值。所以，啟動(dòng)和結(jié)束的脈沖周期為500 s，最高頻率的對(duì)應(yīng)周期為100s。在輸出包絡(luò)的加速部分，要求在200個(gè)脈沖左右達(dá)到最大脈沖頻率。也假定包絡(luò)的減速部分，在400個(gè)脈沖完成。,給定段的周期增