1. 概述

　　EPC－755A是美國ENCODER PRODUCTS公司生產的微型光電編碼器，具有重量輕、體積小、耐碰撞、易安裝等優點，其直徑和長度均為1.5英寸，采用能保證多年可靠工作的金屬結構，具有多種靈活的安裝方式，能大大降低安裝成本。該光電編碼器輸出為雙通道正交信號，具有校正基準信號，可方便地實現雙向計數。EPC－755A光電編碼器的主要性能參數如下：
　　●輸入電壓：5～28VDC（最小4.75V，最大28.0V）；
　　●輸出電流：最大100mA；
　　●輸出信號：2路計數脈沖，1路基準脈沖；
　　●基準信號：每圈輸出1個脈沖，中心與通道A波形重合；
　　●測量范圍：最大可測旋轉速率為7500轉/分；
　　●工作溫度：最高可達100℃；
　　●頻率響應：100kHz,最高200kHz；
　　●分辨率：最低1個脈沖/圈，最高6000個脈沖/圈，中間有55種分辨率可供選擇；
　　●安裝方式：柔性方式，伺服方式，法蘭盤方式；
　　●使用壽命：平均10萬小時；
　　●重量：柔性100克，伺服90克；
　　●轉軸方向：雙向；
　　●工作精度：兩圈間誤差≤±0.01°。

　　2. 輸出電路與輸出信號

　　EPC－755A光電編碼器系列有各種不同類型的輸出電路可供選擇，其輸出電路類型有：帶上拉電阻的NPN型，集電極開路NPN型，推挽輸出型，差分輸出型，如圖1所示。帶上拉電阻和集電極開路型的最大灌電流輸入為100mA；推挽輸出型的最大輸出電流為50mA；差分輸出型，當輸入電壓為5VDC時，其輸出滿足RS－422要求。圖2給出了光電編碼器的輸出信號，對于差分輸出型有六個通道輸出信號A、A、 B、 B、 Z、 Z，其它類型有三個通道輸出信號A、B、Z。順時針旋轉時，通道A輸出波形超前通道B波形90°；逆時針旋轉時，通道A輸出波形遲通道B波形90°；光電編碼器每旋轉一圈，輸出一個基準脈沖，基準脈沖的波形中心對準通道A輸出的波形中心。

　　3. 實際應用

　　EPC－755A光電編碼器具備良好的使用性能，在角度測量、位移測量時抗干擾能力很強，并具有穩定可靠的輸出脈沖信號，且該脈沖信號經計數后可得到被測量的數字信號。

　　因此，我們在研制汽車駕駛模擬器時，對方向盤旋轉角度的測量選用EPC－755A光電編碼器作為傳感器，其輸出電路選用集電極開路型，輸出分辨率選用360個脈沖/圈，考慮到汽車方向盤轉動是雙向的，既可順時針旋轉，也可逆時針旋轉，需要對編碼器的輸出信號鑒相后才能計數。圖3給出了光電編碼器實際使用的鑒相與雙向計數電路，鑒相電路用1個D觸發器和2個與非門組成，計數電路用3片74LS193組成。

　　當光電編碼器順時針旋轉時，通道A輸出波形超前通道B輸出波形90°，D觸發器輸出Q（波形W1）為高電平，Q（波形W2）為低電平，上面與非門打開，計數脈沖通過（波形W3），送至雙向計數器74LS193的加脈沖輸入端CU，進行加法計數；此時，下面與非門關閉，其輸出為高電平（波形W4）。當光電編碼器逆時針旋轉時，通道A輸出波形比通道B輸出波形延遲90°，D觸發器輸出Q（波形W1）為低電平，Q（波形W2）為高電平，上面與非門關閉，其輸出為高電平（波形W3）；此時，下面與非門打開，計數脈沖通過（波形W4），送至雙向計數器74LS193的減脈沖輸入端CD，進行減法計數。

　　汽車方向盤順時針和逆時針旋轉時，其最大旋轉角度均為兩圈半，選用分辨率為360個脈沖/圈的編碼器，其最大輸出脈沖數為900個；實際使用的計數電路用3片74LS193組成，在系統上電初始化時，先對其進行復位（CLR信號），再將其初值設為800H，即2048（LD信號）；如此，當方向盤順時針旋轉時，計數電路的輸出范圍為2048～2948，當方向盤逆時針旋轉時，計數電路的輸出范圍為2048～1148；計數電路的數據輸出D0～D11送至數據處理電路。

　　實際使用時，方向盤頻繁地進行順時針和逆時針轉動，由于存在量化誤差，工作較長一段時間后，方向盤回中時計數電路輸出可能不是2048，而是有幾個字的偏差；為解決這一問題，我們增加了一個方向盤回中檢測電路，系統工作后，數據處理電路在模擬器處于非操作狀態時，系統檢測回中檢測電路，若方向盤處于回中狀態，而計數電路的數據輸出不是2048，可對計數電路進行復位，并重新設置初值。