解码工业自动化：匠芯创M6800系列MCU编码器接口协议全解析

时间： 2024-09-15 来源：匠芯创科技公众号

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在工业自动化的浪潮中，编码器以其精确的位置和速度反馈是实现精密控制的基础。随着技术的发展，编码器与控制系统之间的通信协议变得尤为关键。本文将聚焦于多摩川、BISS和Endat等主流协议，以ArtInChip M6800系列MCU芯片为例，分析它们如何满足不同工业场景的需求，以及如何推动自动化技术的进步。

01、多摩川协议

多摩川协议是基于485硬件接口的标准NRZ协议，其通讯波特率常见2.5MHz和5MHz，时钟线与数据线耦合。一般具有17bit或23bit的单圈绝对分辨率，拥有读写内置EEPROM的功能。广泛应用于需要高精度位置控制和速度测量的领域。

02、BISS协议

BISS通信协议是一种全双工同步串行总线通信协议，波特率可达到10Mbit/s，实现高精度的响应速度需求。BISS通信协议在硬件上兼容SSI协议，相较于SSI协议，BISS协议增加了一位警告位和一位错误位并采用CRC生成多项式进行数据校验，提高了数据传输的可靠性。

03、Endat协议

Endat是数字式，全双工同步串行的数据传输协议。Endat协议支持更高的传输速率（16M）Endat协议不仅能够传输位置数据还可以传输编码器参数，报警和诊断信息等多种信息，同时位置数据和附加信息可以同时传输。Endat协议具有良好的抗干扰能力广泛应用于机床，测量设备等领域。

04、M6800系列编码器接口协议

匠芯创M6800系列提供TA_IF、BISS_IF、EnDat_IF接口，最多可支持两个编码器接口，兼容市面上普遍使用的接口协议包括多摩川编码器接口协议、尼康编码器接口协议，SSI协议、BISS-C协议以及EnDat2.1/2.2协议。编码器接口的管脚复用于ENC_IO_MUX模块。

编码器接口模块：

1. 支持任意时钟速率，适配不同应用场景和不同型号编码器。

2. 提供计时功能，当数据传输过程出现异常状态，产生超时中断通知处理，避免系统一直处于获取数据阶段。
3. 最高支持24-bit位置数据读取。

4. 支持位置数据自动获取。

M6800通过RS485收发器与编码器实现通信。

以多摩川协议为例，下面介绍一下如何配置接口模块——

1、使能模块时钟，通过SYS_CFG模块寄存器，选择TA的管脚，使能IO。

cmu_mod_set_freq(CMU_MOD_TA_IF,240*1000*1000);

cmu_mod_enable(CMU_MOD_TA_IF);

gpio_enable(GPIO_GRP_D,8,2,GPIO_FUN_5);

cmu_mod_enable(CMU_MOD_SYSCFG)；

writel(0x20002,0x180001f4);

2、配置波特率，选择协议类型，以及时序参数，需要注意的是时序参数配置不合理会导致接收数据异常。

ta_baudrate_set(0,_2p5MHz);

ta_format_set(0,T-format);

ta_t2_set(0,1);

ta_t3_set(0,1);

ta_t4_set(0,3);

ta_t5_set(0,100);

ta_t6_set(0,1000);

ta_t9_set(0,5);

3、配置控制器发送的内容以及接收数据的长度

ta_ctl(0,0,2,t_field_1);

ta_command_execute(0);

等待数据接收完成，就可以在对应寄存器读取到位置信息并查看数据接收情况。

M6800提供编码器接口，让使用更简单。只需要配置好接口模块就能实现位置数据获取，指示接收状态，同时提供模块内部互联，将获取到的位置数据送到HCL中用于计算，送到QOUT中用于分频计算，提高数据交互效率，实时性更好。

ArtInChip M6800系列芯片，凭借其对多种编码器接口协议的广泛兼容性，为运动控制系统提供稳定可靠的位置信息，满足工业自动化和精密控制领域的高标准要求。

M6800系列芯片将持续保持其高兼容、高性能的工业级品质，全球客户提供更加智能化、高效化的解决方案。

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