基于Stm32微处理器的光栅信号处理方法研究#姜礼杰，王勇，徐健，刘建华**510152025303540（合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥290003）摘要：在三维移动平台运动控制系统中，Stm32微处理器作为主控制器实时地处理光栅尺反馈信号和发送相应指令。微处理器中计数器的位数和计数方式，不适宜于大行程三维移动平台中应用。针对这一缺陷，给出了扩展计数器位数和辨向的方法，探讨了如何选择合理的查询周期，延长了光栅尺的测量长度，实现了在平台上的应用。经验证该方法计数准确、可靠性高，满足光栅尺信号的处理需求。关键词：Stm32微处理器；光栅尺；信号处理；计数器中图分类号：TP212StudyofrastersignalprocessingmethodsbasedontheStm32Micro-processorJIANGLijie,WANGYong,XUJian,LIUJianhua(HefeiUniversityofTechnologySchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,HeFei290003)Abstract:Asthemaincontrollerinthemotioncontrolsystemof3-Dmobileplatform,Stm32Micro-processordisposestheGratingfeedbacksignalsandsendsthecorrespondinginstructionsinrealtime.ThedigitandthecountwayinMicro-processorisnotapplicableforthe3-Dmobileplatformswithalargestroke.Tothisdefect,thispapergivesamethodtoexpandthecountwayandsensing,discussinghowtochooseareasonablequerycycle,extendinggratingmeasuringlength,whichrealizedtheapplicationinplatform.Factshaveprovedthismethodcountsaccurately,hashighreliability,andcanmeettheprocessingdemandofthegratingsignal.Keywords:Stm32Micro-processor;Grating;Signalprocessing;Counter0引言三维移动平台是一种集光、电、机等多技术领域于一体的运动装置，广泛应用于医疗器械、先进制造、工业检测、实验设备等多个领域[1-2]。传统的三维移动平台常采用开环控制方式，根据控制器所发信息来控制运动平台的运动，信息流是单向[3]。随着定位精度要求的提高，这种控制方式已不能满足人们增长的精密需求[4-6]。越来越多的平台开始使用光栅尺进行位置和速度的检测，以构成闭环或半闭环控制方式，从而取代开环控制方式[7]。这种方式主控制器需要对光栅尺输出信号进行滤波、鉴向、细分和计数等处理。这些处理可以由数字集成电路来完成，但这种设计方法所需芯片多，结构复杂，可靠性差[8-9]。也可以通过专用芯片（如CPLD、FPGA等）和一些外围电路来实现，但这种方法编程复杂，增加功耗，实时性差[10]。传统的8位或16位的单片机也很难满足这种大数据量、复杂算法控制方式的实时性要求，随着嵌入式技术的发展，32位单片机广泛应用工业自动化、智能仪器、家电产品等领域[11-12]。本文探索了一种以stm32微处理器做主控制器的光栅尺信号处理方法，实现了外部基金项目：国家自然科学基金：“可测上升流的三维瞬时海流传感器的研究”(No.41076061)---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---作者简介：姜礼杰，（1987-），男，硕士研究生，主要研究方向：数控技术与数控系统。通信联系人：王勇，(1969-)，男，教授，主要研究方向：长期从事机械设计、传感及测试技术、服务机器人、机械动力学方面研究.E-mail:simenkouwang@sina.com-1----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---信号直接与微处理器连接，不需要其他外部逻辑接口，优化了结构、提高实时性。经实验证明，该方法具有编程简单、可靠性高、实时性好等优点。1微处理器处理光栅尺信号的问题利用stm32微处理器进行光栅信号处理虽简单方便、实时性好，但也存在一些问题，限45505560制这种使用范围。（1）一般光栅尺的信号输出正弦信号或者脉冲信号，均属于弱电信号。由于现场的电磁、噪声、振动等干扰因素，使光栅信号带有一些毛刺或抖动，会造成计数器计数不准，甚至无法计数的现象。也就无法实时地将工作台运动情况反馈给控制器，因此需要对光栅尺的信号进行滤波处理。（2）光栅信号选择有效端口接入微处理器，微处理器设置在编码器模式下，根据输入有效边沿和两路信号的相对电平，进行向上或者向下计数...