研究的目的及意义：
随着智能时代的到来，位置和速度测量往往是现代工业控制中的重要组成部分,定位系统设计变得尤为重要。而对于工业控制中高精度、高可靠性、抗干扰能力强的要求，该系统中所用传感器的选择尤为重要。
增量式光电旋转编码器常用于电机定位或测速系统, 它具有成本低廉、接口简单等优点。然而随着控制工业的快速发展, 这种精度低、无掉电记忆功能的编码器已经无法满足现代的一些工业性能要求, 于是, 应用推动了绝对式光电旋转编码器的发展。绝对式光电旋转编码器是直接输出数字量的传感器, 因其每个角度位置对应惟一的数字编码而得名。如果系统的运动发生在电力中断期间, 新的位置在电源恢复以后也能够立即确定。此外, 绝对式编码器还具有可靠性高、抗干扰能力强等特点, 在应用中越来越受到人们的重视。
国内外同类研究概况：
随着工业的不断发展，旋转编码器在工业生产的地位越来越高。旋转编码器结合光机电技术，通过光电转换效应，将相应的速度机械量转换成数字量。通过中心轴的旋转，形成光栅状态的非连续光线，再通过接收器接收信号，传给编码器进行编码，将光信号转换成脉冲或者代码形式的电信号。传统的增量式光电编码器将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小，虽然具有成本低廉，接口简单等优点，但是随着控制工业的快速发展，增量式光电编码精度低，无掉电记忆功能的编码器逐渐被绝性能更加强大的绝对式旋转光电编码器所取代。绝对式旋转光电编码器，因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆，已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。
日前市场上的国内外生产绝对式旋转光电编码器公司主要有日本欧姆龙OMRON，内密控NEMICON，多摩川TAMAGAVA，欧洲的海德汉Heidcnhain，宁土乐Hengstler，霍普纳Hubeberi，美国的丹纳林Danaher，中国的长春禹衡光学有限公司，上海霍德，长春光机新等。其中欧美的厂商通过高超的工艺在高端市场占据统治地位，而国内的主要编码器商主要集中在中低清市场和部分高端市场口。随着国内工业的不断发展，编码器的数量与质量都有着显著的进步，实现了体积小型化，接口模块智能化，电磁兼容性更强，生产标准规范化。目前，国内团队自主研发的高精度绝对式旋转编码器，达到了国际先进水平，攻克了光电编码器核心技术。该团队制造的旋转光电编码器芯片由高精度低噪声运算放大器、光电二极管阵列、带回差的迟滞比较器以及第二级固定增益放大器等构成，精度达到23位。该芯片集成微型3通道光学游标编码技术、实时光强校准技术，技术达到了国际顶尖水平。该芯片能消除LED发光随温度变化、LED老化、码盘蒙受油污灰尘等环境因素对编码器读数造成的影响，提高编码器的定位精度。
基于旋转编码器的定位系统，通过实时测量电机的旋转位置，并将位置信息转换为(多圈位置信息 nMT十单圈位置信息nST)位数字量。单片机控制输出口PA1的电平来模拟时钟信号，信号通过MAX488转换为RS-422 差分信号(SCLK十和SCLK-)送至编码器。编码器根据时钟信号按位发送电机的绝对位置值(DATA 和DATA-)，再通过MAX488将RS-422差分信号转换为TTL电平信号送至单片机的输入口PA0，单片机通过读取PA0的电平获得电机旋转位置值，处理后送至液晶屏显示。当编码器接收到第一个时钟信号的下降沿(即PA1从高电平变为低电平时)时，读取(多圈位置信息 nMT十单圈位置信息nST)位字长的绝对位置值存入数据缓存器。数据缓存器中数据随着接收到的下降沿串行同步发送数据，绝对位置值的最高位(MSB) 是第一个发出的数据位，绝对位置值的最低位(LSB)是最后一个发出的数据位。
单片机采用普通I/O口模拟时钟信号的方法与绝对式编码器通信，读取位置信息，将 PA0设置为输入方式，PA1设置为输出方式。定时器1每隔100ms产生一次溢出中断，定时器1的溢出中断服务程序完成了读取绝对位置值、码值转换、数据有效性判断的功能。
数据读取模块完成读取一次编码器位置数据的功能。根据编码器的时序图，程序每隔1 us改变一次PA1管脚的电平，模拟0.5MHz的时钟信号。每当编码器接收到正确的时钟信号，随着时钟信号的下降沿，串行同步发送绝对位置值。单片机在每次时钟信号的下降沿后，读取PA0管脚的电平。若PA0为高电平。则存储绝对位置值的temp变量最低位为1。若PA0为低电平，则temp变量最低位为0，然后将temp变量左移一位，为读取下一位数据做准备。当读取了(多圈位置信息 nMT十单圈位置信息nST)次PAO管脚的值后，temp变量的值即为本次电机的旋转位置值，随后将PA1管脚置为高电平，停止接收数据。
