基于ARM的激光扫描控制系统设计_5_2_2_4SSI接口设计_56_58[1]讲解

1、至TXD，即起始位。此时开始转入X_WAIT状态。 在X_WAIT状态：当状态机处于这一状态，等待计满15个bclk，在第16个bclk进入X_SHIFT状态进行数据的并串转换，同时也判断发送的数据位长度是否已达到数据帧的长度，如果成立，说明将转入X_STOP状态发送停止位。 X_SHIFT状态：当状态机处于该状态时，实现待发数据的并串转换。转换完成后立即回到X_WAIT状态。 X_STOP状态：停止位发送状态，当数据帧发送完毕，状态机转入该状态，并发送16个bclk周期的逻辑1信号，即停止位。状态机送完停止位后回到X_IDLE状态，等待另一个数据帧的发送命令。图5.13为发送模块的状态图。”

2、图5.13 UART发送器状态图5.2.2.4 SSI接口设计SSI（Synchronous Serial Interface）即同步串行接口，用于同步传送串行数据到相应的控制设备。SSI接口采用主机主动读取方式，是以2对符合RS422电平的信号线进行信号传输，1对数据线，1对同步时钟线。SSI同步时钟频率决定数据传输速率，其范围较宽，为0.12MHz，可以根据传输距离远近选择相应的传输速率。SSI的数据形式简单，一般不包含CRC校验、产品内部信息及地址。ATM60-12×12型多圈绝对式编码器支持SSI接口，最大时钟频率1MHz，绝对位置由时钟信号触发，从高位开始输出与时钟信号同步

3、的串行数据。不传送数据时，时钟线和数据线均保持高电平，在时钟信号的第一个下降沿，编码器的当前位置值被储存，在随后的时钟上升沿，储存的数据信号开始传送。一个完整的 50数据字传送完成后，数据线保持一段时间（t1）的低电平，直到编码器准备好下一个值。如果在t1期间接收到时钟的下降沿，相同的值被再次发送。如果时钟线保持高电平的时间长于t1周期，数据输出将会中断。这种情况下，在下一个时钟信号的下降沿，新的位置值被储存，并在随后的时钟上升沿被送出。图5.14为SSI的时序图。ClockData图5.14 SSI的时序图在ATM60-12×12型编码器中，SSI标准的数据字长是24位，其中前12

4、位为旋转圈数，后12位为单圈旋转步数。我们将ARM送过来的60MHz时钟分频作为编码器的时钟，在当前速率下，数据可传输100米以上。设计中，将AT91RM9200的主机时钟60MHz分频，分频因子是256，得到234375Hz的时钟作为编码器的输入时钟，即此时编码器的传输速率是每秒234375位。因为每一帧编码器数据是24位串行数据，需要进行串并转换，以方便数据处理，程序如下：process(atm_out_reg)beginif atm_out_reg'event and atm_out_reg = '0' thenatmdata(0) <= atm_in;at

5、mdata(23 downto 1) <= atmdata(22 downto 0);end if;end process;其中atm_out_reg为输出给编码器的时钟atm_out的同步信号，atmdata(23 downto 0)为24位编码器数据寄存器。ATM60-12×12以光电扫描分度盘（与转动轴相连）上的格雷码模型以确定绝对位置值，输出数码信号。格雷码是一种无权码，采用绝对编码方式，典型格 51雷码是一种具有反射特性和循环特性的单步自补码，其循环、单步特性消除了随机取数时出现重大误差的可能，反射、自补特性使得求反非常方便。格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编

6、码方式，它是一种数字排序系统，其中的所有相邻整数在它们的数字表示中只有一个数字不同。它在任意两个相邻的数之间转换时，只有一个数位发生变化。它大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。所以在读取角度信息时，我们需要将编码器输出的格雷码转换成自然二进制码。转换规则为：B(24)=G(24),B(i)=B(i+1)G(i),(0i23).这样即可得到正确的自然二进制码，并可进行随后的数据复接处理。5.2.2.5 数据复接模块设计当UART接收到激光传感器的距离数据后，需要将编码器的角度数据和激光传感器的数据复接成一帧数据送入FIFO进行缓冲，这样每一帧数据中就会包含距离数据和角度信息，以方便后面的应用程序提取完整的距离和角度信息，并实现目标物体的三维轮廓显示以及体积计算等。在180°/0.5°的测量模式下，LMS221激光传感器返回的距离信息是以十六进制数0280D602B06901为数据帧头，其中02为起始字节，80为激光传感器地址，D602转换成十进制后为726，表示数据字节长度，每个数据用两个字节表示，低字节在前，高字节在后，其中包括两个字节的校验信息。6901转换成十进制后为361，表示361个角度点的距离值，即从0°到180°每隔0.5°显示的距离信息，共361个值