基于BiSS协议的编码器及其在伺服驱动系统中的应用

霍海龙

(河南省神火煤业公司新庄煤矿 信息自动化中心，河南 476600)

0 引言

高性能的伺服驱动系统往往采用高分辨率和高通信速度的编码器作为电机的位置传感器，以获得速度和绝对值位置等信息。而高分辨率和高速度的编码器通常要求可以实现正余弦信号到位置参量的转换，并且通过较少数量的导线传输高速的数字信号，以满足伺服驱动系统对位置信息更高的精度和响应速度要求［1］。目前伺服驱动系统多采用绝对值编码器，因为其分辨率比增量型编码器显著提高，这对于控制系统的初始转矩和提高响应速度有很大的改善。

1 BiSS协议

德国 IC-Haus公司提出的 BiSS(Bidirectional Synchronous Serial)协议是一种开放式协议，具有高速(10MHz)、全数字的特点，并且可以实现1个主站对8个从站的总线连接。其在通讯速度、产品适应性以及开发成本等综合方面，远比其他一些同类常用串行通讯协议更具优势。下表为BiSS协议与其他一些主流通讯协议的比较。

由表1可知，BiSS协议通讯速率高于其它协议，总线连接方式、报警位、协议长度可调整，工业应用灵活性好，无协议产权成本，全数字接口无模拟量器件成本。可见，在通信速度、产品适应性、成本等综合方面，BiSS协议具有很好的发展前景［5］。

表1 BiSS协议与其它同类协议对比

通过BiSS接口电路可以在编码器和驱动器之间实现如下两种工作模式［4］:

传感器模式(Sensor-Mode):具有很高的位置传感更新速度;

寄存器模式(Register-Mode):用于配置编码器或驱动器。

如图1所示，在点对点的连接方式下由主机发送 MA(master)信号，编码器返回 SL(slave)信号，SL的返回信号是和MA的时钟同步的。……