２相パルス弁別ＩＣ開発背景

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２０００年４月１４日

２相式ロータリーエンコーダーを使って位置を計測するマイコンシステムを設計する際、次のような簡単な方法ではミスカウントをする場合があります。

簡単な例：Ａ相の立ち上がりでＣＰＵに割り込みをかけ、その時のＢ相の状態でＵＰ／ＤＯＷＮを判断する。

問題：エンコーダーが反転するタイミングによって１パルスずれる。また、振動を伴いながら停止した場合、チャタリングの数だけミスカウントする。

対策として、ＣＰＵの割り込みを各相の立ち上がり、立ち下がり全てにかける。又はカウント専用ＩＣを使う等が考えられます。
ＣＰＵの割り込みを増やす時
利点：パルス数が４てい倍されますので分解能が上がります。また、外部に余分なＩＣがいりません。

欠点：割り込み処理が増えますので早いＣＰＵを使うか、遅いパルスレートしか対応出来ません。２０Ｋｐｐｓでは１２．５μｓｅｃ間隔で割り込みが発生します。

カウント専用ＩＣを使う時
利点：ＣＰＵの負担は減ります。てい倍数等も変更出来る物が多いようです。

欠点：パラレル出力のＩＣがほとんどの為、必然的にコストが上がります。
桁数をオーバーした時の処理も考えなくてはなりません。

以前は２相のパルスからＤＩＲとパルス出力に変換してくれる物があったようですが、今はほとんどみかけません。（あったとしても余分な機能がついて高価になっています）
なければ作る他ないわけですが、開発にあたって以下のような環境をターゲットにしました。

1.ロータリーエンコーダーの正逆転または停止時に振動する可能性がある機械。
ただし正確にカウントする必要がある。

2.安価なＣＰＵを使ったシステムの為、高価なカウントＩＣを使えない。
割り込み処理にかけられる時間も５０μｓｅｃ程度まで。

試行錯誤の結果、ワンチップＣＰＵのＰＩＣ１２Ｃ５０８Ａ（８ピンＤＩＰ）*1に専用プログラムをのせて２５Ｋｐｐｓまで対応出来るパルス弁別専用ＩＣが完成しました。
パルスの正論理／負論理の切替、及びＤＩＲ＋パルス出力又はＵＰ／ＤＯＷＮパルスの切替ができます。ベースにしたデバイスが安価な為、システムのコストアップを最小限に防げます。
*1:試作品(サンプル)は12C509Aを使用しました。


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