PLC中將格雷碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼一種運算方法

【摘要】介紹了位置檢測傳感器---絕對值編碼器的原理及特點，并介紹了一種在PLC控制系統(tǒng)中，將編碼器的格雷編碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼的一種運算方法及其在位置檢測中的應(yīng)用。實踐證明該方法簡單、準(zhǔn)確。

【關(guān)鍵詞】絕對值編碼器；格雷碼；PLC

一、前言

在隨動位置控制系統(tǒng)和位移檢測中，系統(tǒng)要控制的量有線位移或角位移。需要檢測的角度裝置較多，如自整角機，旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步機等，而對于旋轉(zhuǎn)物體角位移的測量，旋轉(zhuǎn)編碼器是必不可少的。旋轉(zhuǎn)編碼器是直接將角位移轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，它分為增量式和絕對值式兩種。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，為了減少輸出的數(shù)字量信號的錯誤幾率，一般采用格雷碼形式輸出。格雷碼編碼的特點是：相鄰的兩個碼組之間只有一位不同。比其它編碼同時改變兩位或多位的情況更可靠，減少出錯的可能性。在實際的控制系統(tǒng)中，必須將檢測到的格雷碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼進(jìn)行運算。轉(zhuǎn)換的方法有硬件轉(zhuǎn)換和軟件轉(zhuǎn)換兩種。軟件轉(zhuǎn)換又有公式法（根據(jù)卡諾圖建立一個二進(jìn)制到格雷碼的每一位公式）和查表法（建立一個格雷碼與二進(jìn)制的對應(yīng)表）兩種。在PLC控制系統(tǒng)使用絕對值編碼器時，有的PLC的指令系統(tǒng)有格雷碼到二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換的指令，但有的PLC沒有此種指令，這時可以采用硬件電路轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼后再輸入到PLC中，但增加了系統(tǒng)的成本，也可以采用查表法，但用的存儲空間較多。這里介紹了一種利用PLC現(xiàn)有的指令系統(tǒng)完成格雷碼到二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換的簡單方法。此方法與前面所述方法相比，轉(zhuǎn)換方法簡單、運行速度快。

二、轉(zhuǎn)換原理

通過格雷碼和二進(jìn)制碼對照表，不難發(fā)現(xiàn)格雷碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼的規(guī)律。

將一個字節(jié)（8位）格雷碼分為高4位和低4位，低4位的循環(huán)規(guī)律是：第一次以0、1、3、2、6、7、5、4、C、D、F、E、A、B、9、8順序變化，對應(yīng)的二進(jìn)制編碼為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，它們之間是一一對應(yīng)的，而下一次是以8、9、B、A…1、0反順序變化。高四位的變化規(guī)律與低四位相同，根據(jù)此種變化規(guī)律，可以得出格雷碼到二進(jìn)制編碼的運算公式：

H=H高*16+H低（1）

H=H高*16+（F-H低）（2）

當(dāng)H高為偶數(shù)時用公式（1），當(dāng)H高為奇數(shù)時，用公式（2）

其中H高：高四位格雷碼對應(yīng)的二進(jìn)制碼

H低：低四位格雷碼對應(yīng)的二進(jìn)制碼

H：一個字節(jié)（8位）轉(zhuǎn)換的結(jié)果

注意：在超過8位時，高字節(jié)用相同的方法運算。

三、轉(zhuǎn)換方法

在編寫PLC程序時此方法可以作為一個子程序，需要時進(jìn)行調(diào)用，但主程序中應(yīng)有初始化程序，即，將4位格雷碼對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)送到連續(xù)的16個字中，以供子程序查表用。

注意：流程圖中所示的D××均為16位的儲存器

其中：D0：待轉(zhuǎn)換的格雷碼

D100：轉(zhuǎn)換完成的二進(jìn)制編碼

其余的D10，D20，D30，D50為運算中間過程的儲存器。

【參考文獻(xiàn)】

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[4]劉福祿.現(xiàn)代電氣控制技術(shù)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2014.

作者簡介：劉福祿，（1964-），男，重慶墊江人，重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，主要研究方向：自動控制技術(shù)。