Описание протокола обмена SSI-интерфейса
В режиме ожидания, т.е. когда энкодер не опрашивается, сигнал на проводе Clock+"> (относительно "Clock+") положительный (High). С первым спадом сигнала с High на Low данные в датчике "замораживаются", т.е. энкодер подготавливается к передаче. С последующим фронтом сигнала (с Low на High) начинается передача данных, причем старшим битом (разрядом) вперед. Для надежного приема информации (учитывая емкостные задержки в линии связи) желательно, чтобы мастер (процессор) считывал бит с последующим спадом сигнала с High на Low. Таким образом, последовательность действий мастера следующая (на примере приема первых двух бит информации):
- На провод "Clock+" подать уровень Low;
- Задержка // для обеспечения необходимой частоты такта (100kHz-1mHz);
- На провод "Clock+" подать уровень High;
- Задержка //;
- На провод "Clock+" подать уровень Low;
- Опросить провод Data (Low или High?), записать первый бит информации;
- Задержка //;
- На провод "Clock+" подать уровень High;
- Задержка //;
- На провод "Clock+" подать уровень Low;
- Опросить провод Data (Low или High?), записать второй бит информации;
- И т.д. начиная с пункта №6.
Для опроса сенсора мастеру необходимо генерировать тактов на один больше чем разрешение датчика, т.е. для случая разрешения энкодера 24 бита надо подать 24+1 = 25 тактов.
Тактовая частота может составлять 100 кгц - 1 мгц. Время между тактовыми посылками должна составлять более 15 мкс. После последнего переданного бита датчик передает Low-сигнал в течении около 15 мкс, что для мастера может означать конец передачи данных. Таким образом, следующая тактовая посылка от мастера должна прийти по истечении этого (15 мкс) времени. Если такт придет раньше, то датчик начнет повторять передачу данных с самого начала, т.е. старые, не актуализированные данные. Таким образом, можно использовать этот режим (передавая, например, 24+1 тактов вместо 12+1) для контроля достоверности переданных данных, сравнивая принятые данные между собой. Лишь по истечении 15 мкс данные внутри датчика (в выходных сдвиговых регистрах) актуализируются.
Для связи мастера с датчиком на большом расстоянии и/или в условиях больших помех необходимо использовать Line Driver, например, типа 65176.
Перекодировка с Gray-code в Binary может осуществляется, например, с помощью логических элементов "исключающее или".
Несколько слов о RS-485
Входные и выходные параметры датчика соответствуют стандарту RS-485. Т.е сигнал на выходе управляющего устройства (Takt-, Takt+) можно формировать с помощью вышеуказанного Line Driver, например, типа 65176.
В случае необходимости энкодер можно также подключить по упрощенной схеме:
- Вход датчика "Takt-" подключить на массу;
- На вход "Takt+" подавать тактовый сигнал (Low=0V, High=5V).
Выход датчика, т.е. выводы "Data+", "Data-" выдают сигнал в противофазе друг другу (RS-485) и разница потенциала между ними составляет около 7V. На эти два выхода можно подключить, например, оптопару (например, photocoupler TLP113), которая будет на своем выходе обеспечивать к TTL уровни.
Подав тактовый сигнал (Takt-, Takt+) к датчику можно осциллографом наблюдать сигнал на выходе датчика (Data+, Data-) и, таким образом, подобрать удобный Вам вариант подключения. Обратите внимание на то, что один выход (например, "Data-" на массу подключать не рекомендуется. Сигнал можно однако снимать относительно массы датчика и "Data+". При этом "Data-" остается не подключенным. Амплитуда сигнала при этом будет составлять примерно от 1V до 3,5V.
При упрощенном способе подключения, т.е. не по стандарту RS-485, необходимo учитывать низкую помехозащищенность линии связи между датчиком и устройством управления.